Phân tích cấu trúc một số dẫn chất triecpenoit khung lupan bằng các phương pháp phổ hiện đại

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC BÙI THỊ THẮM PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ DẪN CHẤT TRITECPENOIT KHUNG LUPAN BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI Chuyên ngành: Hóa phân tí

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

BÙI THỊ THẮM

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ DẪN CHẤT TRITECPENOIT KHUNG LUPAN

BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI

THÁI NGUYÊN - 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

BÙI THỊ THẮM

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC MỘT SỐ DẪN CHẤT TRITECPENOIT KHUNG LUPAN

BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 60.44.01.18

Người hướng dẫn khoa học: TS ĐẶNG THỊ TUYẾT ANH

THÁI NGUYÊN - 2017

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn Văn Tuyến và T.S Đặng Thị Tuyết Anh đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ phòng Hóa Dược và các em sinh viên phòng Hóa Dược đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực nghiệm và hoàn thành luận văn

Tôi xin cảm ơn các thầy cô khoa Hóa Học - Trường Đại Học Khoa Học Thái Nguyên đã trang bị cho em kiến thức để tiếp cận với các vấn đề nghiên cứu khoa học, và các anh chị, các bạn học viên lớp K9B- lớp Cao học Hóa đã trao đổi và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình tôi, bạn bè và đồng nghiệp của tôi - những người đã luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này

Hà Nội,ngày 15 tháng 5 năm 2017

Học viên

Bùi Thị Thắm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN a MỤC LỤC b DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT d DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ e

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về một số phương pháp phổ hiện đại 2

1.1.1 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13 C-NMR 2

1.1.2 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 3

1.1.3 Phương pháp phổ khối lượng (MS) 5

1.2 Tổng quát về một số dẫn chất tritecpenoit khung lupan 7

1.2.1 Cấu tạo hóa học khung lupan 7

1.2.2 Một số tritecpenoit khung lupan tiêu biểu như Lupeol, Betulin, axit Betulinic 7

1.2.3 Một số chuyển hóa của lupeol, betulin và axit betulinic 10

Chương 2 THỰC NGHIỆM 15

2.1 Hóa chất và thiết bị 15

2.1.1 Hóa chất và dung môi 15

2.1.2 Thiết bị xác định cấu trúc 15

2.1.3 Xác định cấu trúc của các sản phẩm tổng hợp được 16

2.2 Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc một số dẫn xuất của Triterpenoit khung Lupan 16

2.2.1 Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc chất 38 16

2.2.2 Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc chất 39 17

2.2.3.Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc chất 40 18

2.2.4 Chuẩn bị mẫu và phân tích cấu trúc chất 41 19

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Phân tích và xác định cấu trúc của hợp chất lai giữa axit betulinic với AZT qua cầu este-triazole 21

3.1.1 Phân tích và xác định cấu trúc của hợp chất 38 22

3.1.2 Phân tích và xác định cấu trúc của hợp chất chứa acid betulinic và AZT 39 25

3.2 Phân tích và xác định cấu trúc lai của dẫn xuất tecpenoids 42 với AZT qua cầu este-triazole 27

3.2.1 Phân tích và xác định cấu trúc của hợp chất 40 28

3.2.2 Phân tích và xác định cấu trúc của hợp chất lai của dẫn xuất tecpenoid 42 với AZT qua cầu este-triazole 41 31

KẾT LUẬN 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

PHỤ LỤC PHỔ 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

H, C Độ chuyển dịch hóa học của proton và cacbon

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

Magnetic Resonance)

1H- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H Nuclear

Magnetic Resonance) CHCl3 Clorofoc

MS Phổ khối lượng va chạm điện tử (Electron

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

HÌNH

Hình 1.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat 3

Hình 1.2 Phổ hồng ngoại của benzyl ancol 4

Hình 1.3 Phổ khối lượng của benzamit (C6H5CONH2) 6

Hình 3.1: Phổ 1H-NMR của hợp chất 38 24

Hình 3.2: Phổ 13C-NMR của hợp chất 38 24

Hình 3.3: Phổ 1H-NMR của hợp chất 39 26

Hình 3.4: Phổ 13C-NMR của hợp chất 39 27

Hình 3.5: Phổ 1H-NMR của hợp chất 40 30

Hình 3.6: Phổ 13C-NMR của hợp chất 40 30

Hình 3.7: Phổ 1H-NMR của hợp chất 41 32

Hình 3.8: Phổ 13C-NMR của hợp chất 41 33

SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Một số chuyển hóa nhóm OH và nhóm anken của lupeol 10

Sơ đồ 1.2: Este hóa axit betulinic ở vị trí 3-OH 11

Sơ đồ 1.3: Chuyển hóa axit betulinic thành điamit tại C-3 và C-28 12

Sơ đồ 1.4: Tổng hợp các dẫn xuất amit của axit betulinic với các piperidin 13 Sơ đồ 1.5: Tổng hợp một số dẫn xuất C-3 của axit betulinic 13

Sơ đồ 1.6: Một số dẫn xuất của axit betulinic và vitamin C 14

Sơ đồ 1.7: Một số dẫn xuất của axit betulinic và AZT 14

Sơ đồ 3.1: Chuẩn bị hợp chất lai giữa axit betulinic với AZT qua cầu este-triazole 22

Sơ đồ 3.2: Chuẩn bị hợp chất betulinic este propagyl 38 22

Sơ đồ 3.3: Chuẩn bị hợp chất lai chất triazole-este AZT-betulinic acid 39 25 Sơ đồ 3.4: Chuẩn bị dẫn xuất tecpenoids 42 với AZT qua cầu este-triazole 28

Sơ đồ 3.5: Chuẩn bị dẫn chất tritecpenoit este propagyl 40 28

Sơ đồ 3.6 Chuẩn bị dẫn chất lai 41 31

MỞ ĐẦU

Trong tự nhiên, lớp chất terpenoit là một trong những lớp chất trao đổi thứ cấp tồn tại phổ biến và có cấu trúc đa dạng nhất Hiện nay đã phát hiện được hơn 40.000 hợp chất và rất nhiều chất mới được phát hiện mỗi năm Các hợp chất tecpenoit có mặt phổ biến trong tự nhiên và có thể tìm thấy trong tất

cả các sinh vật từ sinh vật nhân sơ cũng như sinh vật nhân chuẩn Tuy nhiên, phần lớn các tecpenoit có hoạt tính sinh học thường được tìm thấy trong các thực vật bậc cao

Các hợp chất tecpenoid được cấu tạo từ các đơn vị isopren Dựa vào số lượng đơn vị isopren mà tecpenoit được phân thành nhiều lớp như: monotecpenoit (hai đơn vị isopren), sesquitecpenoit (ba đơn vị isopren), ditecpenoit (bốn đơn vị isopren), sestecpenoit (năm đơn vị isopren), tritecpenoit (sáu đơn vị isopren) và tetratecpenoit (tám đơn vị isopren)

Hoạt tính sinh học của các tecpenoit rất đa dạng bao gồm: hoạt tính chống ung thư, kháng khuẩn, kháng nấm, chống ký sinh trùng, kháng virus, chống dị ứng , chống co thắt, kháng viêm và các đặc tính điều hòa miễn dịch hoặc thuốc bổ Ngoài ra, một số tecpenoit còn có thể được sử dụng như chất kháng côn trùng

Do có nhiều hoạt tính sinh học rất có giá trị như vậy, việc nghiên cứu phân tích cấu trúc một số dẫn xuất tritecpenoit khung lupan nhằm tìm ra các cấu trúc mới có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Vì vậy,chúng tôi đã tiến hành lựa chọn đề tài: “Phân tích cấu trúc một

số dẫn chất Triecpenoit khung lupan bằng các phương pháp phổ hiện đại ”

Đây là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Mục tiêu chính của luận văn:

 Chuẩn bị một số dẫn xuất triterpenoit khung lupan

 Sử dụng các phương pháp phân tích phổ hiện đại: 1H-NMR, NMR, IR để xác định cấu trúc của các dẫn xuất chuẩn bị được

13C-Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về một số phương pháp phân tích cấu trúc hiện đại

1.1.1 Phân tích cấu trúc bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân

Độ chuyển dịch hóa học : Do hiệu ứng chắn từ khác nhau nên các hạt

nhân 1H và 13C trong phân tử có tần số cộng hưởng khác nhau Đặc trưng cho các hạt nhân 1H và 13C trong phân tử có độ chuyển dịch hóa học δ; đối với hạt nhân 1H thì:

Trong đó: νTMS, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn TMS và của hạt nhân mẫu đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ

Đối với các hạt nhân khác thì độ chuyển dịch hóa học được định nghĩa một các tổng quát như sau:

Trong đó: νchuan, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn và của hạt nhân mẫu đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ

Hằng số chắn σ xuất hiện do ảnh hưởng của đám mây electron bao quanh hạt nhân nguyên tử, do đó tùy thuộc vào vị trí của hạt nhân 1H và 13C trong phân tử khác nhau mà mật độ electron bao quanh nó khác nhau dẫn đến chúng có giá trị hằng số chắn σ khác nhau và do đó độ chuyển dịch hóa học của mỗi hạt nhân khác nhau Theo đó proton nào cộng hưởng ở trường yếu hơn sẽ có độ chuyển dịnh hóa học lớn hơn

Dựa vào độ chuyển dịch hóa học  ta biết được loại proton nào có mặt trong chất được khảo sát Giá trị độ chuyển dịch hóa học không có thứ nguyên

mà được tính bằng phần triệu (ppm) Đối với 1H-NMR thì δ có giá trị từ 0-12 ppm, đối với 13C-NMR thì δ có giá trị từ 0-230 ppm

Hình 1.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của benzyl axetat

Hằng số tương tác spin-spin J: Trên phổ NMR, mỗi nhóm hạt nhân

không tương đương sẽ thể hiện bởi một cụm tín hiệu gọi và vân phổ, mỗi vân phổ có thể bao gồm một hoặc nhiều hợp phần Nguyên nhân gây nên sự tách tín hiệu cộng hưởng thành nhiều hợp phần là do tương tác của các hạt nhân có từ

tính ở cạnh nhau Tương tác đó thể hiện qua các electron liên kết Giá trị J phụ

thuộc vào bản chất của hạt nhân tương tác, số liên kết và bản chất các liên kết ngăn giữa các tương tác

Hằng số tương tác spin-spin J được xác định bằng khoảng cách giữa

các hợp phần của một vân phổ Dựa vào hằng số tương tác spin-spin J ta có

thể rút ra kết luận về vị trí trương đối của các hạt nhân có tương tác với nhau

1.1.2 Phân tích cấu trúc bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR)

Trong số các phương pháp phân tích cấu trúc, phổ hồng ngoại cho

nhiều thông tin quan trọng về cấu trúc của hợp chất [21-23]

Bức xạ hồng ngoại bao gồm một phần của phổ điện từ, đó là vùng bước sóng khoảng 10-4 đến 10-6 m Nó nằm giữa vi sóng và ánh sáng khả kiến Phần của vùng hồng ngoại được sử dụng nhiều nhất để xác định cấu trúc nằm trong giữa 2,5x10-4 và 16x10-6 m Đại lượng được sử dụng nhiều trong phổ hồng ngoại là số sóng (cm-1), ưu điểm của việc dùng số sóng là là chúng tỷ lệ thuận với năng lượng

Khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử các hợp chất, bức xạ hồng ngoại sẽ kích thích phân tử từ trạng thái dao động cơ bản lên trạng thái dao động cao hơn Có 2 lại dao động khi phân tử bị kích thích là dao động hóa trị

và biến dạng, dao động hóa trị (ν) là dao động làm thay đổi độ dài liên kết, dao động biến dạng (δ) là dao động làm thay đổi góc liên kết

Đường cong biểu diễn cường độ hấp thụ với số sóng của bức xạ hồng ngoại được gọi là phổ hồng ngoại, trên phổ biểu diễn các cực đại hấp thụ ứng với những dao động đặc trưng của nhóm nguyên tử hay liên kết nhất định, (Hình 1.2)

Hình 1.2 Phổ hồng ngoại của benzyl ancol

Căn cứ vào phổ hồng ngoại đo được đối chiếu với các dao động đặc trưng của các liên kết, ta có thể nhận ra sự có mặt của các liên kết trong phân

tử Một phân tử có thể có nhiều dao động khác nhau và phổ hồng ngoại của các phân tử khác nhau thì khác nhau, tương tự như sự khác nhau của các vân

ngón tay Sự chồng khít lên nhau của phổ hồng ngoại thường được làm dẫn chứng cho hai hợp chất giống nhau.

Khi sử dụng phổ hồng ngoại để xác định cấu trúc, thông tin thu được chủ yếu là xác định các nhóm chức hữu cơ và những liên kết đặc trưng Các pic nằm trong vùng từ 4000 - 1600 cm-1 thường được quan tâm đặc biệt, vì vùng này chứa các dải hấp thụ của các nhóm chức, như OH, NH, C=O, C≡N… nên được gọi là vùng nhóm chức Vùng phổ từ 1300 - 626 cm-1 phức tạp hơn và thường được dùng để nhận dạng toàn phân tử hơn là để xác định nhóm chức Chính ở đây các dạng pic thay đổi nhiều nhất từ hợp chất này đến hợp chất khác, vì thế vùng phổ từ 1500 cm-1 được gọi là vùng vân ngón tay

1.1.3 Phân tích cấu trúc bằng phương pháp phổ khối lượng (MS)

Nguyên tắc chung của phương pháp phổ khối lượng là phá vỡ phân tử trung hòa thành ion phân tử và các mảnh ion dương có số khối z = m/e Sau

đó phân tách các ion này theo số khối và ghi nhận được phổ khối lượng Dựa vào phổ khối này có thể xác định phân tử khối và cấu tạo phân tử của chất

nghiên cứu [21-23]

Để phá vỡ phân tử người ta có nhiều phương pháp: bắn phá bằng dòng electron (EI), phương pháp ion hóa hóa học (CI), phương pháp bắn phá nguyên tử nhanh (FAB)… Dùng dòng eclectron có năng lượng cao để bắn phá phân tử là phương pháp hay được sử dụng nhất Khi bắn phá các phân tử hợp chất hữu cơ trung hòa sẽ trở thành các ion phân tử mang điện tích dương hoặc bị phá vỡ thành các ion và các gốc theo sơ đồ:

(2)

(1)3e

2ABC

2eABCe

thể phá vỡ thành các mảnh ion dương (+), hoặc các ion gốc, các gốc, hoặc phân

tử trung hòa nhỏ hơn, nên người ta thường thực hiện bắn phá các phân tử ở mức năng lượng 70 eV

BA

BAB

ABC

BCA

ABC

AB

Sự phá vỡ này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và năng lượng bắn phá Quá trình này gọi là quá trình ion hóa

Các ion ion dương hình thành đều có khối lượng m và mang điện tích e,

tỉ số m/e được gọi là số khối z Bằng cách nào đó tách các ion có số khối khác nhau ra khỏi nhau và xác định được xác suất có mặt của chúng, rồi vẽ đồ thị biểu diễn mối liên quan giữa xác suất có mặt (hay cường độ I) và số khối z thì

đồ thị này được gọi là phổ khối lượng (Hình 1.3)

Hình 1.3 Phổ khối lượng của benzamit (C 6 H 5 CONH 2 )

Như vậy, khi phân tích phổ khối lượng người ta thu được khối lượng phân tử của chất nghiên cứu, từ các pic mảnh ion trên phổ đồ có thể xác định được cấu trúc phân tử và tìm ra qui luật phân mảnh Đây là một trong những thông số quan trọng để qui kết chính xác cấu trúc phân tử của một chất cần nghiên cứu khi kết hợp nhiều phương pháp phổ với nhau

1.2 Tổng quát về một số dẫn chất tritecpenoit khung lupan

1.2.1 Cấu tạo hóa học khung lupan

Khung lupane thuộc lớp chất triterpene (có công thức phân tử C30Hn) - được tạo bởi 6 đơn vị isopren hợp với nhau bởi 2 mảnh C15 nối với nhau ở giữa theo cách đầu - đầu, đuôi - đuôi [7] Về mặt cấu trúc hóa học các triterpene khung lupane có hệ năm vòng (6-6-6-6-5) với các nhóm thế thường là các nhóm metyl ở các vị trí C-4 và , C-8, C-10, C-14, C-

H

H H

Axit betulinic (2)

OH

H HO

H

H H

Betulin (3)

O H

HO

H

H H

Lupeol (1)

Lupeol (1) hay 20(29)-lupene-3-ol là một triterpene khung lupan, có nhóm chức OH ở vị trí C3- và nhóm iso-propen-2-yl ở vị trí C19- Lupeol được tìm thấy trong nhiều loài thực vật như bắp cải trắng, hạt tiêu, dưa chuột,

cà chua Là một hợp chất thiên nhiên thể hiện hoạt tính chống ung thu rất tốt [8], kết quả nghiên cứu cho thấy lupeol có thể gây độc đối với các dòng tế bào

ung thư gan (HepG2), ung thư biểu bì (A431), H-4IIE với giá trị IC50 lần lượt

là 77; 101; 77,6 M và khả năng chống oxi hóa cao Chính vì vậy, lupeol còn được ứng dụng trong mỹ phẩm bảo vệ da [9] Lupeol cũng được tìm thấy có khả năng ức chế tế bào ung thư tuyến tiền liệt, ung thư da [10-11] Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy lupeol có khả năng kháng khuẩn, chống viêm, giảm sưng phù nề [12-13]

Axit Betulinic (2), axit (3β)-3-Hydroxy-lup-20(29)-en-28-oic, là

triterpenoid pentacyclic có nhiều trong tự nhiên, được tìm thấy ở nhiều loài thực vật như cây bạch dương, cây chân chim Có nhiều nghiên cứu đã chỉ ra axit betulinic có khả năng kháng virus, chống sốt rét [4-6], chống virut HIV-1 [6], chống viêm [7-8] Axit betulinic cũng được chứng minh có khả năng chống ung thư theo cơ chế ức chế enzym topoisomerase [19], có thể ức chế hoàn toàn sự phát triển khối u ác tính của người trên chuột thí nghiệm [20]

Năm 1995, axit betulinic được biết đến là một chất có khả năng ức chế chọn lọc các khối u ác tính ở người [20] Một nghiên cứu sau đó đã chỉ ra rằng axit betulinic gây ra quá trình gây chết tế bào trong u nguyên bào thần kinh ở thử nghiệm vitro [21] Ngoài ra, axit betulinic được tìm thấy in vitro chống lại neuroectodermal (u nguyên bào thần kinh, u nguyên bào tủy, u xương ác tính [22]) và các khối u não ác tính [23-24], ung thư biểu mô buồng trứng [23], tế bào HL-60 gây ung thư máu [25], và tế bào vảy SCC-25, SCC-9 ung thư biểu mô đầu - cổ [26] Trong khi đó, các khối u ung thư vú, ung thư ruột kết, ung thư phổi tế bào nhỏ và ung thư biểu mô tế bào thận, cũng như các tế bào T-cell leukemia, hoàn toàn không đáp ứng với điều trị bằng acid betulinic [22]

Betulin hay 20(29)-lupene-3,28-diol (2) lần đầu tiên được phân lập

vào năm 1788 từ loài Betula alba (Betulaceae) Cho đến nay, Betulin được

tìm thấy có mặt trong nhiều loài thực vật thuộc các họ khác nhau và có nhiều

hoạt tính như: hoạt tính gây độc tế bào đối với tế bào ung thư da, ung thư não; hoạt tính chống HIV [4-6] theo nguyên tắc làm chết tế bào ung thư theo lập trình (apotosis) Các nghiên cứu gần đây [5] đã chứng minh rằng betulin có khả năng ức chế sự trưởng thành của các Protein điều tiết sterol (SREBPs) Sự

ức chế SREBPs của betulin là làm giảm sinh tổng hợp cholesterol và acid béo Trong thử nghiệm lâm sàng, betulin cải thiện tình trạng béo phì do chế độ ăn uống gây ra, làm giảm lượng lipid trong huyết thanh và các mô, và tăng độ nhạy của insulin Hơn nữa, betulin giảm kích thước và cải thiện sự ổn định của mảng xơ vữa động mạch Trong tự nhiên, betulin được tìm thấy ở nhiều loài thực vật nhưng nhiều nhất có ở vỏ cây bạch dương, nó chiếm và là một tritecpen có hoạt tính sinh học tốt nên betulin được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu các dẫn xuất của betulin trong đó có nhiều dẫn xuất mới có hoạt tính sinh học cao, nhiều hợp chất được nghiên cứu lâm sàng

Hợp chất (+)12,20 (29)- lupadiene-3,27,28-triol (4) được phân lập từ

loài cây trúc đào (Nerium oleander), thuộc họ Apocynaceae có khả năng

chống HIV và khối u ác tính [27]

Acid 3-hydroxy-lup-20(29)-ene-23,28-dioic (5) là một triterpene

diacid khung lupane có hàm lượng cao tới 7% trọng lượng lá khô của loài

cây chân chim (Schefflera octophylla), loài cây được dân gian dùng làm

thuốc chữa bệnh về gan [28]

1.2.3 Một số chuyển hóa của lupeol, betulin và axit betulinic

Các dẫn xuất điển hình của tritecpenoit có khung lupan như lupeol (1), betulin (2), axit betulinic (1), 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 được thực hiện qua ba nhóm chức trên để thu được những lớp chất mới phục vụ cho mục đích nghiên cứu hoạt tính

Lupeol được chuyển hóa theo hướng biến đổi nhóm chức OH và liên kết đôi ở nhánh Tác giả [29] đã chuyển hóa nhánh isopropenyl của lupeol

thành dị vòng quinolin có một số nhóm thế 7a-e, và tiếp tục biến đổi nhóm chức OH thành nhóm xeton 8a-e, oxim 9a và nhóm amin 10a

Sơ đồ 1.1 Một số chuyển hóa nhóm OH và nhóm anken của lupeol

Kết quả thử hoạt tính chống sốt rét của các dẫn xuất cho thấy 7a, 8a, 9a

thể hiện hoạt tính chống sốt rét ở nồng độ MIC là 10 g/ml, trong khi đó lupeol không có hoạt tính này, một số dẫn xuất có hoạt tính ở nồng độ MIC >

50 g/ml Theo kết quả nghiên cứu, nhóm thế flo ở vòng quinolin làm tăng hoạt tính của hợp chất mới so với lupeol

Chuyển hóa axit betulinic rất phong phú và cũng xảy ra ở hai trung tâm chính là nhóm chức axit COOH của C-28 và nhóm chức OH ở C-3 Chuyển hóa đơn giản nhóm chức OH ở C-3 thành chức este như hợp chất berivimat

(hợp chất 13a) Hợp chất này thể hiện hoạt tính chống HIV-1 rất tốt với giá trị

EC50< 0,00035 M và TI > 200000 và đã được sử dụng làm thuốc [4]

Các este 13a-c và 14a-c [1] thu được khi axit betulinic và

dihydrobetulinic tác dụng với các anhydrit axit tương ứng trong pyridin theo sơ

Các hợp chất tổng hợp này được nghiên cứu hoạt tính sinh học, kết quả

nghiên cứu cho thấy 2 chất là axit 3-O-(3',3'-dimetylsuccinyl) betulinic 13a và axit 3-O-(3',3'-dimetylsuccinyl) dihydrobetulinic 14a cho hoạt tính kháng

HIV rất mạnh với giá trị EC50  3,5 10-4M

COOH HO

O

H

H H

H O

H N O OMe PDC

DMF

L-Leu-OMe, DMAP EDCl, CH2Cl2

N

H

H H

H O

H N O OMe

H O

H N O OMe NaBH3CN, TiCl3

H O

H N O OMe

O O

O DMAP, Pyridine

HO

O

O

N H

H

H H

H O

H N O OH HO

O

O MeOH/THF

Sơ đồ 1.3: Chuyển hóa axit betulinic thành điamit tại C-3 và C-28

Nhóm OH của axit betulinic được oxi hóa thành keton bằng tác nhân oxi hóa pyridinium dichromate (PDC), sau đó amit hóa nhóm COOH bằng L-

leucin methyl được chất 16 Tiếp tục chuyển hóa được hợp chất 17, 18 [30]

Cũng trong công trình này, các tác giả đã tổng hợp được 10 dẫn xuất amit của axit betulinic với các hợp chất piperidin Các hợp chất mới đều có

hoạt tính chống HIV đối với thử nghiệm in vitro trong đó hợp chất 24b, c, d thể hiện hoạt tính tốt hơn bevirimat (34) với giá trị EC50 tương ứng: 0,011

M; 0,007 M và 0,006 M (sơ đồ 1.5)

Sơ đồ 1.4: Tổng hợp các dẫn xuất amit của axit betulinic với các piperidin

Nhiều hợp chất lai giữa axit betulinic và AZT được thực hiện qua cầu nối este [31-32], este-triazol [33-34] hoặc amit-triazol [35-36] ở vị trí C-28, trong khi đó nhóm chức OH của C-3 được giữ nguyên hoặc oxi hóa thành xeton hoặc chuyển hóa thành chức este [31-50]

Sơ đồ 1.5: Tổng hợp một số dẫn xuất C-3 của axit betulinic

Hợp chất lai 35, 36, 37 [35] giữa axit betulinic với axit ascobic và một

số dẫn xuất của nó thể hiện hoạt tính sinh học cao, đặc biệt hợp chất 36 thể

hiện khả năng chống virut cúm với nồng độ EC50 là 8,7M và không gây độc đối với tế bào thận MDCK

Sơ đồ 1.6: Một số dẫn xuất của axit betulinic và vitamin C

Nhiều hợp chất lai giữa axit betulinic và AZT được thực hiện qua cầu nối este [31-32], este-triazol [33-34] hoặc amit-triazol [35-36] ở vị trí C-28, trong khi đó nhóm chức OH của C-3 được giữ nguyên hoặc oxi hóa thành xeton hoặc chuyển hóa thành chức este [31-36]

Sơ đồ 1.7: Một số dẫn xuất của axit betulinic và AZT

Chương 2 THỰC NGHIỆM

2.1 Hóa chất và thiết bị

2.1.1 Hóa chất và dung môi

Các hoá chất dùng cho chuẩn bị mẫu hữu cơ và dung môi được mua của hãng Merck, hãng Sigma Aldrich và hãng Fluka và thuộc loại phân tích dùng cho phân tích

Bột silicagel cho sắc ký cột 100 - 200 mesh (Merck), bản mỏng sắc ký silicagel đế nhôm Art 5554 DC - Alufolien Kiesel 60F254(Merck)

- Phổ hồng ngoại (IR)

Phổ IR của các chất nghiên cứu được ghi trên máy Impact 410 - Nicolet, tại phòng thí nghiệm Phổ hồng ngoại Viện Hóa học - Viện Hàn Lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam, đo ở dạng ép viên với KBr rắn

- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Phổ 1H-NMR (500MHz) và 13C-NMR (125MHz) của các chất nghiên cứu được đo trên máy Bruker XL-500 tần số 500MHz với dung môi DMSO

và TMSlà chất chuẩn, tại phòng Phổ cộng hưởng từ hạt nhân - Viện Hóa học

- Viện Hàn Lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam

2.1.3 Xác định cấu trúc của các mẫu chất hữu cơ chuẩn bị được

Cấu trúc của các mẫu chất hữu cơ chuẩn bị được, được xác định nhờ các phương pháp phổ khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR, phổ hồng ngoại (IR)

2.2 Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc một số dẫn xuất của Triterpenoit khung Lupan

2.2.1 Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc chất 38

HO

O O

38

* Chuẩn bị mẫu: Hợp chất 2 (mol và Cs2CO3 (2 mol) được hòa tan trong hỗn hợp dung môi DMF và THF (1:1) Khuấy hỗn hợp ở nhiệt độ phòng trong 30 phút sau đó thêm propagyl bromua (2 mol) vào và tiếp tục khuấy phản ứng ở nhiệt độ phòng trong 4 đến 6 giờ Khi phản ứng kết thúc, thêm nước vào bình phản ứng rồi chiết sản phẩm bằng etylaxetat Pha hữu cơ được rửa 3 lần với dung dịch muối ăn 1M, làm khô bằng Na2SO4, sau đó cất đuổi dung môi ở áp suất thấp Phần cặn đó được tiến hành chạy cột dùng silica gel

+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR của chất 38: (CDCl3, 125 MHz)

δ ppm: 175,2 (C-28); 150,4 (C-20); 109,6 (C-29); 79,2 (C-3); 78,1 (C≡CH); 74,3 (C≡CH); 56,6 (C-17); 55,4 (28-COOCH2); 51,3; 50,6; 49,5 (C-19); 46,8; 42,4; 40,8; 38,8; 38,7; 38,3; 37,2; 36,8; 34,3; 31,9; 30,5; 29,6; 28,0 (C-23); 27,4; 25,5; 20,9; 19,4 (C-30); 18,3; 16,1 (C-25); 16,0 (C-24); 15,3 (C-24); 14,7 (C-27)

2.2.2 Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc chất 39

HO

O

O

N N N

O HO

27

28 19 20 29 30

39

1' 2' 3' 4' 5'

* Chuẩn bị mẫu: Hợp chất 38 (1,0 đương lượng.), AZT (0,8 đương

lượng.) và CuI (0,2 đương lượng.) được hòa tan trong t-BuOH (5ml), khuấy

hỗn hợp phản ứng ở 70oC trong 20 giờ Hỗn hợp sau phản ứng được chiết với EtOAc, rửa nhiều lần với nước, dung dịch Na2S2O3 và dung dịch muối ăn Pha hữu cơ được làm khô bằng Na2SO4, sau đó cất đuổi dung môi ở áp suất thấp Phần cặn đó được tiến hành chạy cột dùng silica gel thu được hợp chất

39 với hiệu suất cao

Hợp chất 39: chất rắn màu trắng, hiệu suất 59%, điểm chảy 179-181oC

+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR của chất 39: (CDCl3, 125 MHz) δ ppm: 176,2 (C-28); 163,6 (CO thymidine); 150,4 (C-20); 150,3 (NCONH thymidine); 143,6 (=C= triazol); 137,8 (-CH= thymidine); 124,1 (-CH= triazol); 111,3 (-C= thymidine); 109,7 (C-29); 88,9 (C-1’); 85,2 (C-4’); 78,9 (C-3); 61,5 (C-3’); 56,9 (C-5’); 56,6 (C-17); 55,2 (28-COOCH2); 50,4; 49,4 (C-19); 46,9; 42,3; 40,7; 38,8; 38,7; 38,3; 37,3; 37,1 (C-2’); 36,8; 34,3; 31,9; 30,5; 29,6; 29,9 (C-23); 27,4; 25,5; 21,0; 20,8; 19,4 (C-30); 18,2; 16,1 (C-25); 15,8 (C-26); 15,3 (C-24); 14,7 (C-27); 12,4 (CH3 thymidine)

2.2.3 Chuẩn bị mẫu và xác định cấu trúc chất 40

O O

O

1 3

25 26

27

28 19 20 29 30