BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG
TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH
HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT ACYL HÓA
CỦA CURCUMIN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
HÀ NỘI - 2015
BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG
Do thời gian làm thực nghiệm cũng như kiến thức của bản thân còn có hạn, nên
khóa luận không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của
các thầy cô, bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 11 tháng 5 năm 2014
Sinh viên Nguyễn Thị Kiều Trang
MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ CURCUMIN 2
1.1.1. Nguồn gốc 2
1.1.2. Tính chất lý hóa 3
1.1.3. Tác dụng dược lý 7
1.2. TRIỂN VỌNG SỬ DỤNG CURCUMIN VÀ DẪN CHẤT TRONG NGHIÊN
CỨU PHÁT TRIỂN THUỐC 10
1.2.1. Một vài nghiên cứu về tác dụng của dẫn chất acyl curcumin 11
3.3. THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 37
3.3.1. Giống VSV kiểm định 19
3.3.2. Môi trường thử nghiệm 19
3.3.3. Mẫu kháng sinh chuẩn 20
3.3.4. Phương pháp thử 20
3.3.5. Kết quả thử nghiệm 37
3.4. BÀN LUẬN 38
3.4.1. Về bán tổng hợp hóa học 38
3.4.2. Về xác định cấu trúc 41
3.4.3. Về thử tác dụng sinh học 41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42
1. Kết luận 42
2. Kiến nghị 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO 43
DANH MỤC CHỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT
1
H-NMR
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
(
1
H - Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)
CTCT
Công thức cấu tạo
CTPT
Công thức phân tử
DMAP
Dimethylaminophenol
Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)
KL, m
Khối lượng
LDL
Lipoprotein tỷ trọng thấp (Low – density
lipoprotein)
LTR
long terminal repeat
MBC
Nồng độ tối thiểu diệt khuẩn.
MeOH
Methanol
MIC
Nồng độ ức chế tối thiểu.
MS
Phổ khối lượng phân tử MT
Môi trường
R
f
Hệ số lưu giữ (Retension factor)
SKLM
Sắc kí lớp mỏng
THF
Tetrahydrofura
TNF
Yếu tố hoại tử khối u.
T
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. công thức cấu tạo của curcumin. 2
Hình 1.2. Sự điện ly theo pH của curcumin 4
Hình 1.3. Sự phân hủy curcumin trong môi trường kiềm. 5
Hình 1.4. Sự phân hủy của curcumin dưới tác dụng của Oxi và ánh sáng. 5
Hình 1.5. Phản ứng của curcumin với gốc tự do. 6
Hình 1.7. Quá trình chuyển hóa curcumin tại gan[30]. 11
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Từ xa xưa, củ nghệ đã được sử dụng như một gia vị truyền thống cho các món ăn
ở châu Á, bên cạnh đó, nghệ còn được biết đến như một loại thuốc quý giúp làm lành
vết thương, liền sẹo, trị mụn nhọt…đặc biệt là dùng để chữa các bệnh có liên quan đến
dạ dày. Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, người ta đã phát hiện ra
nhóm chất màu curucminoids- là hoạt chất chính tạo nên các tác dụng sinh học của củ
nghệ.
Trong nhóm hoạt chất curucminoids, curcumin chiếm tỉ lệ lớn nhất (97%), ngoài
ra còn có demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin. Curcumin đã được nghiên
cứu và chứng minh các tác dụng dược lý như: chống viêm, chống oxi hóa, kháng
khuẩn, kháng virut, chống ung thư, làm lành vết thương, làm liền sẹo…[3],[9].
Mặc dù có rất nhiều tác dụng quan trọng, tuy nhiên curcumin có nhược điểm là
khó tan trong nước, kém ổn định, và bị chuyển hóa nhanh chóng khi sử dụng theo
đường uống, dẫn tới khả dụng thấp [10].Do đó, để tăng sinh khả dụng của hợp chất
curcumin, người ta đi theo hướng cải thiện độ tan và kéo dài thời gian chuyển hóa
.
- Khối lượng phân tử: 368,37 đvC [25].
1.1.1. Nguồn gốc
Tự nhiên: curcumin được phân lập từ thân rễ của cây nghệ vàng (curcuma longa)
Sơ bộ về quy trình phân lập curcumin:[5].
Nguyên liệu : Củ nghệ vàng
+ Chiết xuất , phân lập : chiết bằng dung môi ethanol, sau đó, cao thu được được chiết
lại với n-hexan để loại bỏ tinh dầu và kết tinh lại thu curcumin thô.
+ Tinh chế: sản phẩm curcuminoids thô được tiến hành sắc kí cột trên silica gel, thu
được curcumin tinh khiết.
+ Xây dựng bộ dữ liệu chuẩn curcumin trên phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại- khả kiến,
xác định cấu trúc, độ tinh khiết , định lượng curcumin bằng HPLC.
Tổng hợp hóa học.
Sau đây là một vài sơ đồ tổng hợp hóa học curcumin do Pavolini thực hiện:[21]
Phương pháp thứ nhất tổng hợp curcumin từ acetylaceton và vanillin trong sự có mặt
của B
2
O
3
, tributylborate, và n-butylamin theo sơ đồ phản ứng:
3
Trong phương pháp thứ 2: acetylaceton được cho phản ứng với B
2
O
3
dưới sự chiếu
xạ có bước sóng ngắn, hỗn hợp phản ứng sau đó cùng với aldehyd, tributylborat và
n-butylamin được tiếp tục chiếu bức xạ trong nhiều phút:
2
A
-
, HA
2-
, A
3-
. Giá trị hằng số phân ly proton pKa
1,
pKa
2
, pKa
3
( tương ứng của H
2
A
-
, HA
2-
,
A
3-
) lần lượt là 7,8, 8,5, và 9,0
4
Hình 1.2. Sự điện ly theo pH của curcumin
- Phân hủy curcumin trong môi trường kiềm[14]: Curcumin tương đối ổn định ở pH
acid, nhưng nhanh chóng bị phân hủy ở pH > 7. Tomnesen và Karlsen nghiên cứu
Hiện tượng hỗ biến:
Curcumin và dẫn chất tồn tại trong dung dịch ở dạng cân bằng hỗ biến của dạng
diceton đối xứng và dạng ceto-enol được ổn định bằng liên kết hydro nội phân tử
(hình 1.6.)[16].
Hình 1.6. Dạng hỗn biến ceto-enol trong dung dịch
Trong dung dịch nước, ở pH acid và trung tính, curcumin tồn tại chủ yếu dưới
dạng diceton; ngược lại, ở pH >8, dạng enol chiếm ưu thế hơn[25]. Tùy theo từng
dung môi thích hợp có thể có trên 90% curcumin tồn tại dạng enol[16].
7
Ngoài ra curcumin còn thể hiện các phản ứng:
- Cộng 1, 2, hoặc 3 phân tử H
2
vào các vị trí không no để tạo thành dihydrocurcumin,
tetrahydrocurcumin và hexahydrocurcumin [8].Các sản phẩm này cũng là chất chống
oxi hóa [23].
- Curcumin là hợp chất diceton nên có thể phản ứng với các amin bậc nhất RNH
2
,
hydroxylamin NH
2
OH, hydrazin NH
2
NH
2
… để tạo thành các dẫn chất imin tương
ứng, các sản phẩm này đều có hoạt tính kháng nấm và chống oxy hóa tốt[4].
- Phản ứng tạo phức: curcumin với cấu trúc β diceton trong môi trường acid hay
trung tính tạo tồn tại dưới dạng ceton-enol đối xứng và ổn định có khả năng tạo phức
với nhiều ion kim loại khác nhau như Mn
nghiên cứu bảo vệ quá trình peroxy hóa lipid, curcumin đã thể hiện sự ức chế mạnh
(18-80%) tùy thuộc liều dùng [3].
8
Các nghiên cứu chỉ ra rằng curcumin có tính oxi hóa mạnh tương tự như vitamin
E, vitamin C và β-caroten [9].
Tác dụng phòng và điều trị ung thư:
Xuất phát từ một thực tế về việc nghiên cứu dịch tễ học của ung thư ở một số vùng
Ấn Độ cho thấy tỷ lệ ung thư đại tràng ở những vùng có người dân ăn nhiều cary (
dầu có chứa curcumin) có tỷ lệ rất thấp, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu về
tác dụng chống ung thư của curcumin, hiện có trên một nghìn công trình đã được tiến
hành và kết quả bước đầu cho thấy [31]:
* Curcumin ngăn các các tế bào ung thư đi vào pha S (pha tổng hợp của chu kỳ tế
bào)
* Curcumin thúc đẩy các tế bào ung thư đi vào chết tế bào theo chương trình
* Curcumin là chất ức chế tạo mạch máu mới mạnh
* Curcumin làm hạ cholesterol huyết và chống bệnh Alzheimer (mất trí nhớ ở người
già).
Cơ chế của tác dụng chống ung thư của curcumin có thể là do khả năng chống oxi
hóa và dọn gốc tự do, cũng như khả năng làm tăng gián tiếp nồng độ glutathion, do
đó giúp giải độc gan và ức chế sự hình thành nitrosamin [9].
Tác dụng chống viêm:
Nghệ có hoạt tính chống viêm mạnh, hoạt tính chống viêm của nghệ có thể do 3
đặc tính sau:
- Thứ nhất, nghệ làm giảm các chất gây viêm như histamin.
- Thứ hai, nghệ làm tăng tác dụng và kéo dài thời gian hoạt động của hormon tuyến
thượng thận- cortisol- một chất chống viêm tự nhiên trong cơ thể.
- Thứ ba, nghệ giúp cải thiện tuần hoàn, do đó chất độc dễ bị loại ra khỏi các khớp
nhỏ- nơi các chất thải tế bào và các chất gây viêm tích tụ [9].
Nghiên cứu của Nita Chainani-Wu và các cộng sự khẳng định curcumin có khả
minh có tác dụng ức chế hình thành vết loét, chống lại tác động của các yếu tố gây
loét như stress, rượu, một số thuốc như indomethacin, reserpin… làm tăng đáng kể
chất nhầy ở thành dạ dày chuột [9].
10
Ngoài ra, chất curcumin đã cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đáng kể với giá trị MIC
vào khoảng 5 - 50 mg / ml đối với 65 mẫu phân lập lâm sàng của Helicobacter pylori
[28].
Các tác dụng khác.
Dịch chiết nghệ có tác dụng làm giảm cholessterol và triglycerid, giảm tính nhạy
cảm của LDL đối với sự peroxy hóa lipid và ức chế kết tập tiểu cầu.[3],[9].
LTR- các thành phần của gen có vai trò quan trọng trong phiên mã 1 loại virus suy
giảm miễn dịch ở người (HIV-1) provirus. Ức chế hoạt động LTR có thể là một con
đường tiềm năng cho các thuốc kháng virus để ngăn chặn HIV-1 nhân rộng. Curcumin
được chứng minh là một hợp chất hữu hiệu có vai trò hạn chế biểu hiện gen HIV-1
LTR mà không có bất kỳ tác động lớn về khả năng tồn tại tế bào[28].
Curcumin làm chậm tổn thương gan vốn gây nên bệnh xơ gan, giúp giảm tình trạng
tắc ống mật đồng thời cải thiện tình trạng tổn thương và xơ hóa tế bào gan [3],[9].
1.2. TRIỂN VỌNG SỬ DỤNG CURCUMIN VÀ DẪN CHẤT TRONG
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUỐC
Mặc dù curcumin có rất nhiều tác dụng chữa bệnh đã được nghiên cứu tuy nhiên
có 2 vấn đề gặp phải trong thực tế sử dụng curcumin để điều trị, đó là: độ hòa tan của
curcumin rất thấp và curcumin trong cơ thể bị chuyển hóa nhanh tại gan qua quá trình
glucuronide hóa và sulfat hóa (hình 1.7.) rồi bị đào thải qua phân, chính điều này đã
dẫn đến sinh khả dụng thấp của curcumin: [10].
11
Hình 1.7. Quá trình chuyển hóa curcumin tại gan[30].
Do đó, để tăng sinh khả dụng của hợp chất curcumin, người ta đi theo hướng cải
khác nhau trong đó có nhiều chất hoạt động hơn cả hợp chất mẹ, và không gây độc
hại đối với các tế bào không phải là tế bào ung thư. Ví dụ như hợp chất (1) gây độc
tế bào chống lại SK-MEL (melanoma ác tính của con người) và BT-549 (ung thư biểu
bì ống động mạch vú) với giá trị IC
50
là 12,5 và 10 mM tương ứng [11].
Một số chất gắn glucosyl- mới tổng hợp, bao gồm cả curcumin β-glucoside (2), đã
được nghiên cứu hoạt tính chống ung thư bởi Arafa và đồng nghiệp [13]. Các thí
nghiệm tiến hành trên các tế bào ung thư ruột Caco-2, HT29, và T84. Kết quả chỉ ra
rằng tất cả các chất gắn glucosyl- đều có tác dụng gây độc tế bào một cách phụ thuộc
thời gian, trong đó Curcumin beta-glucoside là mạnh nhất trong số tất cả các hợp chất
gắn glucosyl- thử nghiệm. Trình tự cấp bậc nhạy cảm của tế bào khối u đối với tất
cả các beta-glucosides là Caco-2> HT29> T84, với Curcumin beta-glucoside giá trị
IC
50
là 10,3, 24,6 và 50,3 mM tương ứng với 3 loại tế bào trên.
Ferrari et al. [15] đã tổng hợp một số dẫn xuất curcumin mới (3-4) để cải thiện tính
chất hóa học của curcumin. Vòng glycosyl của dẫn chất curcumin (4) cung cấp các
hợp chất hòa tan trong nước và ổn định dược động học hơn so với curcumin, điều này
làm thay đổi cơ bản sinh khả dụng của thuốc. Các acyl-phái sinh của curcumin (3) và
glycosyl-curcuminoid (4) thể hiện khả năng gây độc tế bào độc tế bào mạnh hơn đối
với dòng tế bào ung thư biểu mô buồng trứng và tương tự là các tế bào ung thư * C13,
so với curcumin. Các chất được thử nghiêm này ít gây độc hại cho các tế bào Vero
không gây khối u.
13 1.2.2. Thay đổi nhóm chức diketo
Shim et al. [10] tiến hành các thí nghiệm chứng minh dẫn chất HC (5) có tác dụng
thể sàng lọc các gốc superoxide đã được tìm thấy để phục hồi hoàn toàn, điều này
cho thấy hoạt tính xúc tác của nó trong việc dung hòa các gốc superoxide. Hợp chất
này cũng ức chế phóng xạ lipid peroxide.
1.3. PHẢN ỨNG ACYL HÓA CURCUMIN
1.3.1. Tác nhân acyl hóa
Phản ứng acyl hóa curcumin sử dụng hầu hết các nhóm tác nhân acyl hóa [6].
- Anhydrid (RCO)
2
O : ví dụ (CH
3
CO)
2
O, maleic anhydrid …
- Acid clorid RCOCl : ví dụ propyonyl clorid, butyryl clorid…
15
- Các tác nhân khác : acid carboxylic RCOOH, ester RCOOR’, amid RCONH
2
,
xeten
1.3.2. Một số nghiên cứu điển hình
Acyl hóa curcumin với tác nhân glutaric anhydrid:[18]
Sơ đồ phản ứng:
Tác giả: Krishnaswami và cộng sự.
Mô tả quá trình: Curcumin, DMAP trong THF được thêm vào Et
3
N. Sau đó glutaric
anhydrid được hòa tan trong THF, nhỏ vào hỗn hợp curcumin. Khuấy ở nhiệt độ
phòng dưới áp suất Nitơ trong 48h. Bốc hơi THF, chiết bằng 2 pha H
3
trong ethanol, aceton, thời gian: 4h, hồi lưu.
Hiệu suất: 81,5%.
Copyright: Tài liệu đại học ©