VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

DIỆP THỊ LAN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA ALPHITONIN,
MAESOPSIN VÀ MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA CHÚNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

HÀ NỘI – 2015


VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
……..….***…………

DIỆP THỊ LAN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
ALPHITONIN, MAESOPSIN VÀ MỘT SỐ DẪN XUẤT
CỦA CHÚNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 62.44.01.14


Trước hết, tôi xin trân trọng cảm ơn nhóm nghiên cứu của GS. Trần Văn Sung
đã phát hiện, mở hướng nghiên cứu cho luận án này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất, sự cảm phục và kính trọng nhất đến
TS. Nguyễn Quốc Vượng và PGS. TS. Trịnh Thị Thủy – những người thầy đã tận tâm
hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi
trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, hội đồng khoa học, phòng Quản lý
tổng hợp Viện Hóa sinh biển; Ban lãnh đạo, phòng Đào tạo và Nghiên cứu khoa
học Học viện Khoa học và công nghệ; tập thể cán bộ, giảng viên Khoa Hóa học,
Phòng Tổ chức Cán bộ và Ban Giám hiệu Trường Đại học Quy Nhơn đã tạo điều
kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể cán bộ phòng Công nghệ Hóa dược đã nhiệt
tình giúp đỡ, động viên tôi trong học tập cũng như trong quá trình thực nghiệm để
hoàn thiện luận án.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến toàn thể gia
đình, bạn bè và những người thân, đặc biệt là chồng và hai con gái yêu quý đã luôn
quan tâm, khích lệ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và
hoàn thành luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận án

Diệp Thị Lan Phương


iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii

1.3.2.1. Phản ứng Houben - Hoesch .............................................................20
1.3.2.2. Phản ứng theo Friedel - Crafts .........................................................21
1.3.2.3. Phản ứng ngưng tụ Claisen - Schmidt .............................................21
1.3.3. Tổng hợp aurone từ benzofuranone ..........................................................22
1.3.3.1. Tổng hợp tiền chất benzofuranone ..................................................22
1.3.3.2. Các phương pháp tổng hợp aurone từ benzofuranone .....................25
1.3.4. Tổng hợp aurone từ chalcone ....................................................................30
1.3.4.1. Tổng hợp tiền chất chalcone ............................................................30
1.3.4.2. Các phương pháp tổng hợp aurone từ chalcone ..............................32
1.4. Tổng hợp auronol ...........................................................................................33
1.4.1. Phương pháp tổng hợp auronol theo I.G. Sweeny ....................................33
1.4.2. Phương pháp tổng hợp auronol theo Kiehlmann and Li ...........................34
1.4.3. Phương pháp tổng hợp auronol theo Reik Löser ......................................34
1.4.4. Phương pháp tổng hợp auronol theo Srikrishna và Mathews ...................35
1.4.5. Phương pháp bán tổng hợp auronol theo GS. Trần Văn Sung .................35
1.5. Các phương pháp tổng hợp glycoside ............................................................36
1.5.1. Giới thiệu chung về glycoside ..................................................................36
1.5.2. Một số phương pháp tổng hợp O-glucoside .............................................37
1.5.2.1. Phản ứng Michael ............................................................................37
1.5.2.2. Phản ứng Fischer..............................................................................37
1.5.2.3. Phản ứng Koenigs-Knorr .................................................................38
1.6. Hợp chất chứa nitrile trong hóa dược và phương pháp tổng hợp dẫn xuất
nitrile .....................................................................................................................39
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...41
2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................41
2.2. Mục tiêu .........................................................................................................41
2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................41
2.3.1. Phương pháp phân lập các hợp chất..........................................................41





vi

3.2. Khảo sát hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp được ...............................71
3.2.1. Hoạt tính kích thích lympho bào ...............................................................71
3.2.2. Hoạt tính độc tế bào ..................................................................................73
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................75
4.1. Phân lập và tổng hợp các auronol và auronol glucoside ................................75
4.1.1. Hai hợp chất auronol glucoside maesopsin-4-O-β-D-glucopyranoside
(116) và alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside (125) .........................................75
4.1.1.1. Điều chế auronol maesopsin (98) ....................................................83
4.1.2. Bán tổng hợp auronol alphitonin (82) .......................................................86
4.1.2.1. Kết quả khảo sát hàm lượng astilbin trong rễ thổ phục linh ............86
4.1.2.2. Quy trình phân lập astilbin từ rễ Thổ phục linh ...............................87
4.1.2.3. Điều chế taxifolin từ astilbin............................................................89
4.1.2.4. Phản ứng đồng phân hóa taxifolin tổng hợp alphitonin ...................91
4.1.3. Nghiên cứu phương pháp tổng hợp toàn phần của các auronol ................97
4.1.3.1. Nghiên cứu phương pháp tổng hợp các aurone ...............................97
4.1.3.2. Nghiên cứu tổng hợp các auronol từ aurone ..................................112
4.1.4. Tổng hợp auronol glucoside alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside .......126
4.1.5. Tổng hợp một số dẫn xuất nitrile của auronol 82 và 98 .........................131
4.1.6. Tổng hợp dẫn xuất nitrile của auronol glucoside 116 .............................144
4.2. Hoạt tính sinh học của các hợp chất tổng hợp được ....................................148
4.2.1. Hoạt tính kích thích tế bào lympho .........................................................150
4.2.2. Hoạt tính độc tế bào ................................................................................151
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................154
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ..................156
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................157


Adenosin triphosphat

Bn

Nhóm benzyl

n-Bu

Nhóm n-butyl

t-Bu

Nhóm tert-butyl

CC

Column chromatography (Sắc ký cột)

CDK

Cyclin-dependent kinases

CL

Cutaneous leishmaniasis

COSY

Correlated Spectroscopy


Effective concentration 50% (nồng độ có hiệu quả 50%)

ESI-MS

Electrospray Ionization Mass Spectrometry
(Phổ khối lượng phun mù điện tử )

Et

Nhóm ethyl

FDA

Food and Drug Administration
(Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ)


viii

HCV

Hepatitis C virus (virus viêm gan C)

Hep G2

Human hepatocellular carcinoma cell line (dòng tế bào ung thư gan)

HIV

Human immunodeficiency virus

LDA

Lithium diisopropylamide

LPS

Lipopolysaccharide

LU

Lung carcinoma cell lines (dòng tế bào ung thư phổi)

MCF-7

Human breast adenocarcinoma cell line (dòng tế bào ung thư vú)

MDR

Multiple drug resistance

Me

Nhóm methyl

MEM

methoxyethoxymethyl

MIC



PTT

Tribromide trimethylphenylammonium

RNA

Ribonucleic acid


ix

TAT2

Maesopsin-4-O-β-D-glucopyranoside

TAT6

Alphitonin-4-O- β-D- glucopyranoside

TBAF

Tetra n-butylammonium fluoride

TBATB

n-tetrabutylammonium tribromide

TBDMS



Singlet
Doublet
Triplet
Quartet

m

Multiplet

br
dd
dm
ppm

Broad
Doublet of doublets
Doublet of multiplets
Parts per million


x

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Ái lực liên kết với NBD2 của Pgp của dẫn xuất aurone .............................8
Bảng 1.2. Sự ức chế Cyclin-dependent kinases CDK1, CDK2 và CDK4 bởi aurone
mimic và flavopiridol ..................................................................................................9
Bảng 1.3. Ái lực của các aurone trong liên kết với thụ thể adenosine (Ki, µM).......10
Bảng 1.4. Sự phân cắt DNA và độc tế bào của các hợp chất ....................................10

Hình 1.3. Cấu trúc chung của flavonoid .....................................................................3
Hình 1.4. Khung của Aurone ......................................................................................4
Hình 1.5. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid ...............4
Hình 1.6. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid ....................4
Hình 1.7. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid ...................4
Hình 1.8. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid ...............5
Hình 1.9. Các loại đường phổ biến và khung chung của flavonoid glycoside ...........6
Hình 1.10. Ái lực liên kết của các flavonoid với P-glycoprotein (Pgp) .....................7
Hình 1.11. Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH của các aurone và acid ascorbic .............13
Hình 1.12. Một số aurone và auronol tác dụng ức chế kí sinh trùng ........................14
Hình 1.13. Các aurone có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm .................................15
Hình 1.14. Các aurone và auronol có khả năng chống viêm ....................................16
Hình 1.15. Hai đồng phân cấu hình (Z), (E) của aurone ...........................................20
Hình 1.16. Sơ đồ chung tổng hợp aurone .................................................................20
Hình 1.17. Sơ đồ tổng hợp benzofuran-3(2H)-one theo Houben - Hoesch ..............21
Hình 1.18. Sơ đồ tổng hợp benzofuran-3(2H)-one theo Friedel - Crafts ..................21
Hình 1.19. Sơ đồ tổng hợp chalcone theo phương pháp Claisen - Schmidt .............22
Hình 1.20. Sơ đồ tổng hợp 5b theo Min Zhang ........................................................22
Hình 1.21. Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 17a và 17b ................................................22
Hình 1.22. Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 18, 19, 20 là sản phẩm O-alkyl hóa 5b.....23
Hình 1.23. Sơ đồ tổng hợp hợp chất 23 theo Hamid Nadri ......................................23
Hình 1.24. Sơ đồ tổng hợp hợp chất 28 theo Walter M.B. .......................................24
Hình 1.25. Sơ đồ tổng hợp hợp chất 31 và 34 ..........................................................24
Hình 1.26. Các con đường tổng hợp aurone qua ngưng tụ giữa benzofuranone và
benzaldehyde .............................................................................................................25


xii

Hình 1.27. Sơ đồ tổng hợp một số hydroxyaurone theo Sabrina Okombi ................26

xiii

Hình 1.56. Phản ứng tổng hợp nitrile theo Kolbe .....................................................40
Hình 1.57. Phản ứng tổng hợp nitrile theo Van Leusen ............................................40
Hình 1.58. Phản ứng tổng hợp nitrile theo Williamson ether ...................................41
Hình 3.1. Sơ đồ phân lập TAT2, TAT6 quy mô 10 kg/mẻ từ lá cây Chay Bắc bộ ..46
Hình 3.2. Sơ đồ điều chế maesopsin (98) ................................................................48
Hình 3.3. Sơ đồ tổng quát bán tổng hợp alphitonin (82) ..........................................50
Hình 3.4. Sơ đồ phân lập astilbin quy mô 10 kg TPL/mẻ .........................................51
Hình 3.5. Phản ứng thủy phân astilbin (94) điều chế taxifolin (81) .........................52
Hình 3.6. Sơ đồ bán tổng hợp alphitonin (82) từ taxifolin (81) ................................53
Hình 3.7. Sơ đồ tổng hợp toàn phần auronol ............................................................55
Hình 3.8. Sơ đồ tổng hợp alphitonin-4-O-β-D-glucopyranoside (125) ....................66
Hình 3.9. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất nitrile của chất 82 và 98 .............................68
Hình 3.10. Tổng hợp dẫn xuất nitrile của chất 116 ...................................................68
Hình 4.1. Phổ 1H-NMR của chất 116 (DMSO- d6) ...................................................77
Hình 4.2. Phổ 13C-NMR của chất 116 (DMSO- d6)..................................................78
Hình 4.3. Phổ 1H-NMR của chất 125 (CD3OD) .......................................................79
Hình 4.4. Phổ 13C-NMR của chất 125 (CD3OD) ......................................................80
Hình 4.5. Sắc ký đồ HPLC của hỗn hợp 2 chất 116/125 ......................................83
Hình 4.6. Sắc ký đồ HPLC của chất 125..................................................................83
Hình 4.7. Phổ 1H-NMR của chất 98 (CD3OD) .........................................................85
Hình 4.8. Phổ 13C-NMR của chất 98 (CD3OD) .......................................................85
Hình 4.9. Sơ đồ tổng quát bán tổng hợp alphitonin ..................................................86
Hình 4.10. Phổ 1H-NMR giãn của chất 81 (CD3OD) ...............................................90
Hình 4.11. Phổ 13C-NMR của chất 81 (CD3OD) .....................................................91
Hình 4.12. Sơ đồ phản ứng đồng phân hóa taxifolin tổng hợp alphitonin ................91
Hình 4.13. Sơ đồ cơ chế phản ứng đồng phân hóa taxifolin .....................................92
Hình 4.14. Phổ ESI-MS của chất 82 .........................................................................95
Hình 4.15. Phổ 1H-NMR của chất 82 (acetone- d6) ..................................................95

Hình 4.42. Phổ 13C-NMR của chất 93 (CDCl3) ......................................................125
Hình 4.43. Sơ đồ cơ chế phản ứng glucosyl hóa alphitonin ...................................126
Hình 4.44. Phổ 1H-NMR của chất 124 (CD3OD) ...................................................128
Hình 4.45. Phổ HMBC của chất 124 (CD3OD) ......................................................129


xv

Hình 4.46. Sơ đồ cơ chế phản ứng deacetyl hóa .....................................................130
Hình 4.47. Sơ đồ chung điều chế dẫn xuất nitrile của hai auronol 82 và 98 ..........131
Hình 4.48. Phổ ESI-MS của chất 126 .....................................................................134
Hình 4.49. Phổ 1H-NMR của chất 126 (DMSO- d6) ...............................................135
Hình 4.50. Phổ 13C-NMR của chất 126 (DMSO- d6)..............................................136
Hình 4.51. Phổ HMBC của chất 126 (DMSO- d6)..................................................136
Hình 4.52. Phổ 13C-NMR của chất 127 (DMSO- d6)..............................................138
Hình 4.53. Phổ HMBC của chất 127 (DMSO- d6)..................................................138
Hình 4.54. Phổ ESI-MS của chất 128 .....................................................................141
Hình 4.55. Phổ 1H-NMR của chất 128 (CD3OD) ...................................................141
Hình 4.56. Phổ HMBC của chất 128 (CD3OD) ......................................................142
Hình 4.57. Phổ 13C-NMR của chất 129 (CD3OD) ..................................................144
Hình 4.58. Phổ HMBC của chất 129 (CD3OD) ......................................................144
Hình 4.59. Phổ 1H-NMR giãn của chất 130 (CD3OD) ...........................................146
Hình 4.60. Phổ HMBC của chất 130 (CD3OD) ......................................................147


1

MỞ ĐẦU
Các thuốc tác động đến hệ miễn dịch là các thuốc rất có giá trị cả khi kích
thích hệ miễn dịch hay ức chế hệ miễn dịch hoặc cả điều hòa miễn dịch. Với hoạt

hai auronol glucoside TAT6 và TAT2 được giả thiết do phần đường trong phân tử
có khả năng thấm vào màng tế bào phát huy tác dụng của các aglycone. Tương tự,
các hoạt chất dược chứa nhóm nitrile (-CN), được đưa vào sử dụng lâm sàng ngày
càng nhiều, do là nhóm phân tử nhỏ và có khả năng tạo liên kết hydro với các
amino acid, các protein và H2O nên nó cũng có khả năng thấm qua màng tế bào;
trong một số trường hợp, nhóm nitrile cũng có tác dụng thay thế phần đường trong
các phân tử glucoside [7, 8, 9, 10]
Nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính đối với hệ miễn dịch, từ phát hiện
mở đường của 2 auronol glucoside và tính chất của các hợp chất mang nhóm nitrile
chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của
alphitonin, maesopsin và một số dẫn xuất của chúng”.
Các nhiệm vụ của luận án:
- Phân lập 2 hợp chất alphitonin-4-O-β-D-glucoside (TAT6) và maesopsin-4O-β-D-glucoside (TAT2) từ lá cây Chay Bắc bộ (Artocapus tonkinensis A. Chev.).
- Nghiên cứu tổng hợp các auronol là alphitonin và maesopsin và một số dẫn
xuất nitrile của chúng.
- Nghiên cứu phản ứng glucoside hóa tổng hợp alphitonin-4-O-β-Dglucoside.
- Khảo sát hoạt tính kích thích tế bào lympho và hoạt tính độc tế bào của các
sản phẩm tổng hợp được.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Các hợp chất flavonoid
1.1.1. Hợp chất flavonoid
Flavonoid (hoặc bioflavonoid) (bắt nguồn từ Latin flavus nghĩa là màu vàng,
màu của flavonoid trong tự nhiên) là nhóm hợp chất phenolic đa vòng, được tìm
thấy rộng rãi trong thực vật, chúng là loại chất chuyển hóa trung gian của thực vật.
Các flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phong phú và đa dạng vào
bậc nhất trong tự nhiên. Cho đến nay, có hơn 15 000 [11] hợp chất flavonoid đã

Hình 1.5. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid

Hình 1.6. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid

Hình 1.7. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid


5

Hình 1.8. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid
1.1.2. Flavonoid glycoside
Các flavonoid glycoside bao gồm cả O- và C-glycosylflavonoid, trong đó
chiếm phần lớn là các O-glycoside của flavone, flavonol với hơn 2000 cấu trúc
được biết đến và các C-glycoside flavone. Chúng được phân bố rộng rãi trong thực
vật: trong ngành hạt trần được đặc trưng bởi sự hiện diện của flavonol O-glycoside,
flavone C-glycoside, trong ngành hạt kín ở lớp một lá mầm chiếm phần lớn là các
flavone C-glycoside, ở lớp hai lá mầm chủ yếu tích lũy flavone O-glycoside. Ngoài
ra, các O- và C-glycosylflavonoid còn xuất hiện ở rêu, tảo và dương xỉ. Mặt khác,
các glycoside của chalcone, dihydrochalcone, aurone, flavanone và dihydroflavonol
hầu hết xuất hiện ở dạng O-glycoside với số lượng ít. Các glycoside ngoài phần
đường còn có các nhóm chức khác như dẫn xuất acylate và sulfate. Như vậy số
lượng các khả năng kết hợp là rất lớn do sự biến đổi của cấu trúc. Sự biến đổi đó có
thể là do: [13, 15, 24, 25, 26, 27, 28, 29].
- Sự hydroxyl hóa và methoxyl hóa của phần aglycone.
- Số lượng, bản chất của đường và vị trí gắn với aglycone bởi các nhóm
hydroxyl.
- Bản chất mối liên kết của đường với aglycone, mối liên kết glycosidic khác
nhau giữa các dạng đường hoặc là pyranose hoặc là furanose.
- Bản chất, số lượng và vị trí gắn của các nhóm acyl béo hay thơm với một
hoặc nhiều đường hoặc gắn trực tiếp vào aglycone thông qua nhóm hydroxyl.


1.2. Hoạt tính sinh học của aurone và auronol
Các hợp chất aurone và auronol thuộc nhóm flavonoid, trong đó auronol là
chất hiếm gặp trong tự nhiên và ít được nghiên cứu. Tuy nhiên cũng tìm thấy được
hoạt tính sinh học đa dạng của chúng như chống ung thư, chống virus, chống viêm,
chống oxy hóa, trị bệnh tiểu đường, các bệnh về da, kháng nấm, kháng khuẩn... Sau
đây, chúng ta xem xét một số hoạt tính sinh học của chúng:
1.2.1. Aurone trong hóa học trị liệu ung thư
1.2.1.1. Aurone như là chất điều chỉnh sự kháng đa thuốc qua protein Pgp


7

Trong chương trình với mục đích phát hiện ra những flavonoid có khả năng
điều chỉnh sự kháng đa thuốc của các tế bào ung thư, Boumendjel A. và cộng sự đã
lựa chọn một số đại diện như aurone, chalcone, flavone, flavonols, isoflavones để
nghiên cứu về khả năng liên kết với nucleotide-binding domain (NBD2) của Pglycoprotein (Pgp) và cho thấy aurone ức chế Pgp hiệu quả hơn cả, được thể hiện
qua các giá trị hằng số phân ly KD ở Hình 1.10 [31, 32, 33, 34, 35, 36, 37].

Hình 1.10. Ái lực liên kết của các flavonoid với P-glycoprotein (Pgp)
(KD là hằng số phân ly)
Nghiên cứu về ái lực liên kết của một số dẫn xuất của aurone: 4,6dimethoxyaurone và 4-hydroxy-6-methoxyaurone với NBD của Pgp, Boumendjel
A. và cộng sự cho kết quả ở Bảng 1.1.
Ở Bảng 1.1 cho thấy 4,6-dimethoxyaurone (KD = 7,0 ± 1,1 µM) ít hoạt động
hơn 4-hydroxy-6-methoxyaurone (KD = 1,32 ± 0,33 µM). Đặc biệt, các dẫn xuất
halogene aurone (4′-halogene) là hoạt động mạnh nhất. Các ái lực liên kết tăng cùng
với việc tăng kích thước của các halogen (I > Br > Cl > F). Sự thay thế hydrogen
của 4-hydroxy-6-methoxyaurone ở vị trí 4′ bởi nguyên tử brome làm tăng ái lực liên
kết lên 8,8 lần (KD = 1,32: 4′-H và 0,15: 4′-Br). Sự hiện diện của các nguyên tử
khác với halogen (-CN, -N(CH3)2, 3′,4′,6′-OMe) là không thuận lợi cho khả năng

0,46 ± 0,08

H
F
Cl

7,0 ± 1,1
2,9 ± 0,7
0,99 ± 0,2

Br
I
CN

0,15 ± 0,07
0,26 ± 0,03
2,9 ± 1

Br
I
CN
-N(CH3)2
3′,4′,6′-OMe

0,82 ± 0,08
0,54 ± 0,04
20 ± 4,6
2,6 ± 0,4
92 ± 43