IH
TRƢ NG

QU

I HỌ

GI H N I
HO HỌ TỰ NHI N

--------

PH M THỊ HẰNG

NGHI N ỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ URONE VÀ
HO T TÍNH SINH HỌ

Ủ

huy n ng nh: Ho hữu cơ
M s : 60440114
LU N V N TH

S KHO H

NGƢ I HƢ NG

N KHO H

TS. Nguyễn Quốc Vƣợng
PGS.TS. Nguyễn Văn ậu


urone nhƣ l chất điều chỉnh sự kh ng đa thu c qua protein Pgp .......... 7

1.2.1.2. Sự ức chế của Cyclin-Dependent Kinases (CDK) .................................... 8
1.2.1.3. Tƣơng t c của các aurone với thụ thể adenosine .................................... 10
1.2.1.4. Aurone ch ng ung thƣ thông qua sự phân chia DNA ............................. 10
1.2.1.5. Aurones ức chế hình thành mạch máu kh i u ......................................... 11
1.2.1.6.

urones nhƣ những tác nhân ch ng oxi hóa ........................................... 12

1.2.2.

Aurones kháng kí sinh trùng ...................................................................... 13

1.2.3.

urone nhƣ l t c nhân kh ng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm ................. 15

1.2.4.

urone nhƣ t c nhân ch ng virus ............................................................... 16

1.2.5.

urone trong điều trị bệnh về da ................................................................ 18

1.2.6.

urone trong điều trị bệnh tiểu đƣờng ....................................................... 19


PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................................ 35


2.1.1.

Phƣơng ph p phân lập các hợp chất ........................................................... 35

2.1.2.

Phƣơng ph p tổng hợp và tinh chế sản phẩm ............................................. 35

2.1.3.

Phƣơng ph p x c định cấu trúc hóa học ..................................................... 36

2.1.4.

Khảo sát hoạt tính đ c tế bào của các chất tổng hợp đƣợc. ....................... 36

HƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM ....................................................................................... 38
3.1.

TỔNG HỢP M T S AURONE ........................................................................ 38

3.1.1.
(5b)

Tổng hợp chất trung gian chìa khóa 4,6-dihyroxybenzofuran-3(2H)-one
39

4.1.

ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................... 51

PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC AURONE .................................................. 51

4.1.1.

iều chế chất trung gian chìa khóa benzofuranone.................................... 51

4.1.2.

Phản ứng methyl hóa tổng hợp methoxybenzofuranone (18)..................... 55

4.1.3.

Phản ứng ngƣng tụ benzofuranone với các benzaldehyde ......................... 56

4.2.

KẾT QUẢ THỬ HO T TÍNH

C TẾ BÀO..................................................... 70

KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 73
Á

ÔNG TRÌNH Ã ÔNG BỐ LI N QU N ẾN LUẬN VĂN ........................ 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 76


1


 Khảo sát hoạt tính sinh học của c c aurone đ tổng hợp đƣợc với 4
dòng tế b o ung thƣ l ung thƣ gan HePG2, ung thƣ phổi SK- LU-1,
ung thƣ biểu mô KB, ung thƣ vú M F7 v với tế b o thƣờng NIHT3.

2


HƢƠNG 1- TỔNG QU N
1.1.

Á HỢP HẤT FL VONOID.

1.1.1. Hợp chất flavonoid
Flavonoid (hoặc bioflavonoid) (bắt nguồn từ Latin flavus nghĩa l màu
vàng, màu của flavonoid trong tự nhiên) là nhóm hợp chất phenolic đa vòng, đƣợc
tìm thấy r ng rãi trong thực vật, chúng là loại chất chuyển hóa trung gian của thực
vật.
Các flavonoid là m t trong những nhóm hợp chất phong phú v đa dạng và
bậc nhất trong tự nhi n. ho đến nay, có hơn 15 000 [1] hợp chất flavonoid đ đƣợc
biết về cấu trúc, chúng có mặt không những chỉ trong thực vật bậc cao mà còn trong
m t s thực vật bậc thấp, thậm chí còn có cả trong loài tảo [2, 3].
Về cấu trúc hoá học [4, 5, 6, 7] flavonoid có khung cơ bản 15 nguyên tử
carbon gồm 2 vòng phenyl A và B n i với nhau qua m t mạch 3 carbon theo kiểu
C6-C3-C6 (hình 1)

Hình 1

Hình 5 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid

4


Hình 6 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid

Hình 7 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid

Hình 8 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid

1.1.2.

ác hợp chất aurone
Aurone (=2-Benzylidenebenzofuran-3(2H)-one) thu c nhóm flavonoid có

màu vàng (auro theo tiếng Latinh có nghĩa l v ng kim loại). Khung của chúng có
15 nguyên tử carbon nhƣ c c flavonoid kh c nhƣng ở dị vòng (C) chỉ có 5 cạnh.
Các phân tử aurone có chứa m t cấu tử benzofuranone kết hợp với cấu tử
benzylidene ở vị trí s 2.
Trong tự nhi n, c c aurone đƣợc tìm thấy ở thực vật, chúng đóng vai trò
quan trọng trong việc hình thành sắc t của hoa và rau quả.

urone có 2 đồng phân

cấu hình (Z) và (E), hầu hết các aurone ở dạng cấu hình (Z), là cấu hình ổn định hơn

5



HO

OH

Aureusidin
Bracteatin
O

O

O

HO

O

HO

OH

OH

OH

OH

OH
Maritimetin
Sulfuretin


lựa chọn m t s đại diện nhƣ aurone, chalcone, flavone, flavonols, isoflavones để
nghiên cứu về khả năng li n kết với nucleotide-binding domain (NBD2) của Pglycoprotein (Pgp) và cho thấy aurone ức chế Pgp hiệu quả hơn cả, đƣợc thể hiện
qua các giá trị hằng s phân ly KD ở Hình 11 [21, 22, 23, 24, 25, 26, 27].

Hình 11 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 m t s

dẫn xuất của aurone: 4,6-

dimethoxyaurones và 4-hydroxy-6-methoxyaurones với NBD của Pgp, Boumendjel
A. và c ng sự cho kết quả ở Bảng 1.
Ở Bảng 1 cho thấy 4,6-dimethoxyaurone (KD = 7,0 ± 1,1 µM) ít hoạt đ ng
hơn 4-hydroxy-6-methoxyaurone (KD = 1,32 ± 0,33 µM).

ặc biệt, các dẫn xuất

halogene aurone (4’-halogene) là hoạt đ ng mạnh nhất. Các ái lực liên kết tăng
cùng với việc tăng kích thƣớc của các halogen (I > Br > Cl > F). Sự thay thế
hydrogen của 4-hydroxy-6-methoxyaurones ở vị trí 4’ bởi nguyên tử brome làm
tăng i lực liên kết lên 8,8 lần (KD = 1,32: 4’-H v

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

7




F

2,9 ± 0,7

Cl

0,46 ± 0,08

Cl

0,99 ± 0,2

Br

0,15 ± 0,07

Br

0,82 ± 0,08

I

0,26 ± 0,03

I

0,54 ± 0,04

CN

flavopiridol m t chất ức chế CDK tiên tiến nhất có tác dụng ch ng kh i u đang
trong giai đoạn II phát triển lâm sàng [30, 31,32]. Mặc dù flavopiridol có tiềm năng

8


lớn nhƣng cũng cần cải thiện tính chọn lọc giữa các CDK1, CDK2 và CDK4. Vì
vậy, các chất tƣơng tự đ đƣợc tổng hợp và nghiên cứu, trong đó có cả aurone. Các
aurone mimic này đƣợc nghiên cứu thử nghiệm khả năng ức chế CDK1, CDK2 và
CDK4 thể hiện ở bảng 2 [33].
Bảng 2 Sự ức chế Cyclin-dependent kinases CDK1, CDK2 và CDK4 bởi aurone mimic và flavopiridol

Hợp chất

IC50 (µM)

STT
R1

R2

CDK1

CDK2

CDK4

1

H


2,21

4

SO2NH2

H

0,009

0,03

1,87

5

Flavopiridol

0,10

0,22

0,40

Ở aurone mimic không chứa nhóm thế (chất 1) có khả năng ức chế CDK1
tƣơng tự flavopiridol (IC50= 0,11 v 0,10 µM) nhƣng khả năng ức chế CDK2 và
CDK4 là yếu hơn. Mặc khác, khi gắn các nhóm thế -NO2 (chất 3) hoặc –SO2NH2
(chất 4) đ l m tăng mạnh hoạt đ ng ức chế


K A. Jacobson và c ng sự đ kh m ph ra thụ thể adenosine khi nghiên cứu
cơ chế ch ng ung thƣ, ch ng viêm và ức chế sự tập hợp các tiểu cầu [34] . Trong
các hợp chất nghiên cứu flavone, isoflavone v aurone, chúng đều cho c c tƣơng t c
với cả ba loại thụ thể adenosine A1, A2A và A3. Trong đó, aurone cho thấy m i quan
hệ đ ng kể trong liên kết với thụ thể adenosine, chủ yếu nhất là với thụ thể A1.
Hispidol đ đƣợc tìm thấy là m t chất đ i kháng thụ thể A1 chọn lọc, với giá trị Ki
= 0,352 ± 0,080 μM [35] (Bảng 3)
Bảng 3 Ái lực của các aurone trong liên kết với thụ thể adenosine (Ki, µM)

Dẫn xuất aurone

R1

R

R

2

3

A1

A2A

Sulfuretin

H

H


Maritimetin

H

OH

OH

3.47 ± 0,47

9,35 ± 2,51

1.2.1.4.

Aurone chống ung thư thông qua sự phân chia DNA

Trong quá trình nghiên cứu các sản phẩm tự nhiên có tiềm năng trong điều
trị ung thƣ, Huang[36] đ phân lập đƣợc từ lá và thân của Uvaria hamiltonii gồm: 2
flavanone: hamiltone A (6-hydroxy-5,7,4'-trimethoxyflavanone) và hamiltone B
(3',4'-dihydroxy-5,6,7-trimethoxyflavanone); 1 aurone: hamiltrone (3', 4'-dihydroxy-

10


4,5,6-trimethoxyaurone);

1

chalcone:

>20

Hamiltrone

10,0

>20

Hamilcone

0,6

8,0

Hamixanthene

-

10,0

(* kháng sinh glycopeptide, thu c Danh sách Tổ chức Y tế Thế giới của các thu c thiết
yếu)

1.2.1.5.

Aurones ức chế hình thành mạch máu khối u

Các tế b o ung thƣ trong m t kh i u không hoạt đ ng đƣợc cung cấp bằng
cách khuếch tán m t lƣợng hạn chế của oxy và chất dinh dƣỡng, khi đó, kích thƣớc
của kh i u đƣợc bắt giữ lớn nhất với đƣờng kính khoảng 1 – 2 mm3[38, 39]. Sau khi


1.2.1.6.

R

R’

IC50 (µM)

R

R’

IC50 (µM)

H

OH

9,63

Me

NMe2

-

H

OMe


0,23

H

NEt2

0,25

Aurones như những tác nhân chống oxi hóa

12


G c tự do là các sản phẩm sinh lý tự nhiên, có thể sản sinh trong quá trình
sinh học (n i sinh). Nhƣng khi c c g c tự do dƣ thừa quá mức do quá trình n i sinh
hay ngoại sinh đều có thể gây ra thiệt hại
những rủi ro gia tăng bệnh ung thƣ.

N

v có tƣơng quan trực tiếp với

ể tiêu hủy g c tự do, các chất ch ng oxy hóa

sàn lọc các g c oxy, bao gồm cả oxy singlet, g c peroxy, anion superoxide (O2˙‫) ־‬,
g c hydroxyl (HO˙) và làm sạch g c 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH)
[47,48]. Theo Kinghorn [37] cho thấy rằng các hợp chất aurone (sulfuretin), aurone
glucoside



1.2.2. Aurones kháng kí sinh trùng

13


Tổ chức y tế thế giới ƣớc tính có khoảng 350 triệu ngƣời s ng có nguy cơ bị
nhiễm ký sinh trùng Leishmania. Tỷ lệ h ng năm của bệnh nhiễm trùng mới là 1,5 2 triệu cho Leishmaniasis da ( L) v hơn 500.000 bệnh Leishmaniasis n i tạng
(VL). Gần đây có sự gia tăng rõ rệt trong sự trùng hợp giữa Leishmaniasis n i tạng
(VL) và nhiễm HIV do lây lan của đại dịch

I S.

ồng nhiễm Leishmania / HIV

đƣợc coi là m t bệnh nổi c m. Trong các nghiên cứu trƣớc đây về loại thu c mới
antiprotozoal (thu c điều trị bệnh nhiễm trùng đơn b o) đ tìm thấy các sản phẩm
có nguồn g c tự nhiên có khả năng ức chế Leishmania [50, 51]. Hoạt đ ng của m t
s aurone v auronol nhƣ l thu c mới antiprotozoal có nguồn g c thực vật. Hầu
hết các aurone và auronol cho thấy ức chế hoạt đ ng của ti thể Leishmania major
fumarate reductase (FRD) ở nồng đ 25 µM hoặc cao hơn.

c aurone có hoạt đ ng

mạnh hơn c c auronol. ụ thể 6-methoxyaurone; 4,6-dihydroxy aurone và 4,6,4’trihydroxy-3’-methoxyaurone ức chế ti thể FRD ở nồng đ 25 µM tƣơng ứng là
97.4, 95.4 và 96.3%, còn auronol 6-Benzoyl-2-[phenylhydroxymethylene]-3(2H)benzofuran-3-ol là 83,6% và 4,6-Dihydroxy-2-[phenylhydroxymethylene]-3(2H)benzofuran-3-ol là 79,8% [51] (Hình 13)
Oliver Kayser và c ng sự lần đầu tiên báo cáo về aurone nhƣ thu c tiềm
năng cho c c bệnh nhiễm trùng Leishmania v đ đƣợc x c định in vitro cho cả khả
năng gây đ c trực tiếp ch ng lại promastigotes ngoại bào của Leishmania donovani,
L. infantum, L. enriettii, và L. major, và amastigote n i bào của L. donovani cƣ trú

) v 25; 7,48; v 1,74 μg/mL (đ i với aurone B)[56] . Mặc khác, theo báo cáo của
Babasaheb P. Bandgar, việc sửa đổi aurone tại vòng B bao gồm việc thay thế cả
nhóm benzylidene bởi nhóm 2,2- bisaminomethylated (Hình 14 c) cho thấy hoạt
tính kháng nấm, kháng khuẩn (E. coli, B. Subtilis, P. Vulgaris, S. aureus và K.
pneumoniae) và kháng viêm của chúng[57].

15


Hình 14 Các aurone có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm

Nói về tiềm năng ch ng viêm, m t s dẫn xuất aurone đ đƣợc nghiên cứu
về khả năng n y[57, 58, 59]. Các aurones mimic (Hình 15)đƣợc tổng hợp tƣơng tự
nhƣ sulfuretin (3’,4’,6-trihydroxyaurone) (Hình 15 a) - m t chất đƣợc tìm thấy có
khả năng l m giảm việc sản xuất các chất trung gian gây viêm: nitric oxide (NO) và
prostaglandin E2 (PGE2) do các vi sinh vật nhƣ lipopolysaccharide (LPS) kích
thích đại thực bào tiết ra. Qua phân tích m i quan hệ cấu trúc- hoạt đ ng cho thấy
các aurone mimic có m t nhóm hydroxyl tại C6 ở vòng A và nhóm methoxy tại các
vị trí trên vòng B ức chế việc sản xuất NO và PGE2 mạnh hơn sulfuretin [58]. Cụ
thể, sulfuretin (ức chế NO và PGE2 với giá trị IC50 lần lƣợt là 28,97; 5,90 µM), 6hydroxy-3’-methoxyaurone (23,38; 3,79 µM), 6-hydroxy-4’-methoxyaurone (23,51;
2,00 µM), 6-hydroxy-3’,4’-dimethoxyaurone (23,92; 2,90 µM), 6-hydroxy-3’,5’dimethoxyaurone (22,64; 1,67 µM).

Hình 15 Các aurone và auronol có khả năng chống viêm

1.2.4.

urone nhƣ tác nhân chống virus
M t loạt các flavonoid kh c nhau đƣợc phân tích khả năng ức chế

neuraminidaza (NA)- m t glycoprotein tham gia vào quá trình lây nhiễm của virus

22,1 ± 0,3

22,9 ± 0,5

R1=R3=R4=H; R2=OH

72,0 ± 3,5

73,3 ± 7,9

86,6 ± 6,1

R1=R2=R4=OH; R3=H

25,6 ± 1,1

22,3 ± 0,6

25,4 ± 1,0

Ngoài khả năng ức chế các virus cúm, Romain Haudecoeur và c ng sự đ
nghiên cứu khả năng ngăn ngừa virus viêm gan C (HCV) RNA-dependent RNA
polymerase (RdRp) (RdRp là enzyme xúc tác việc tái tạo RNA từ m t mẫu RNA)
của c c aurone v đ x c định aureusidin có hiệu lực ức chế hoạt đ ng của enzyme
này [61]. Tuy nhiên, việc thay thế các nhóm thế ở các vị trí là rất quan trọng cho
hoạt đ ng ức chế của c c aurone đ i với RdRp. Kết quả cho thấy, ở vòng A m t
nhóm hydroxy ở C4 hoặc hai nhóm hydroxy ở C4 và C6; ở vòng B, nhóm hydroxy
ở vị trí C2’,C4’ hoặc C3’,C4’- hay là nhóm kị nƣớc, nhóm cồng kềnh đều có
khả năng t i ƣu hóa hoạt đ ng ch ng HCV của c c aurone.


H

OH

5,8 ± 0,3

OH

OH

H

H

H

15,1 ± 0,7

OH

H

H

H

H

14,6 ± 0,6


H

i-Pr

3,1 ± 0,1

OH

OH

H

H

n-Bu

2,5 ± 0,1

Aureusidin

5,4 ± 0,3

*

2,2 ± 0,2

urone trong điều trị bệnh về da
Tyrosinase là m t enzyme đóng m t vai trò trong quá trình chuyển đổi L-

tyrosine th nh dopaquinone, đây l sản phẩm quan trọng trong quá trình tổng hợp

Insulin kích thích tế bào gan, tế b o cơ, tế bào mỡ v để hấp thu glucose từ các hệ
th ng tuần hoàn. Tùy thu c vào nhu cầu, glucose hoặc có thể đƣợc sử dụng nhƣ m t
nguồn năng lƣợng của glycolysis, hoặc c ch kh c, lƣu trữ dƣới dạng glycogen trong
cơ bắp hoặc gan tế bào. Việc sử dụng không phù hợp insulin dẫn đến việc kháng
insulin, thể hiện mất khả năng phản ứng của tế bào với mức bình thƣờng của insulin
do đó dẫn đến sự xuất hiện của bệnh [65]
Các hợp chất tự nhiên có thể đƣợc lựa chọn thay thế khả thi cho việc điều trị
bệnh tiểu đƣờng hoặc hỗ trợ để điều trị đang đƣợc sử dụng. M t s lƣợng lớn có thể
đƣợc tiêu thụ trong chế đ ăn u ng hằng ngày, m t s đƣợc nghiên cứu để làm sáng
tỏ c c cơ chế hoạt đ ng của chúng. Gần đây, m t thử nghiệm lâm sàn trên chu t,
Mi-Young Song và c ng sự đ cho thấy aurone có khả năng ức chế ch ng lại bệnh
tiểu đƣờng, đặc biệt l sulfuretin (3’,4’,6-trihydroxyaurone)[66].
1.3.

TỔNG HỢP URONE
Việc khai thác aurone trong tự nhi n l khó khăn n n giải pháp khả thi là

nghiên cứu tổng hợp chúng. Có nhiều phƣơng ph p để tổng hợp aurone: (a) Tổng
hợp thông qua sự ngƣng tụ của m t benzaldehyde với m t benzofuran-3(2H)-one;
(b) thông qua phản ứng oxi hóa đóng vòng 2’-hydroxychalcone; (c) đóng vòng c c
dẫn xuất 1,3-diphenylprop-2-yn-1-ol với xúc tác Au(I)[68] hoặc Ag+ [69]hoặc
PBu3[70]; (d) ngƣng tụ đóng vòng salicyloyl chloride và phenylacetylene với xúc

19


tác palladium [71]; (e) thông qua phản ứng giữa phenylboronic acid và dẫn xuất 2(bromomethylene)-benzofuran-3(2H)-one [72]...

c phƣơng pháp (c, d, e) diễn ra


4b). Các acetophenone này sẽ đóng vòng n i phân tử trong MeONa/MeOH, hình
thành nên sản phẩm benzofuran-3(2H)-one tƣơng ứng (5a, 5b).
1.3.1.2.

Phản ứng theo Friedel - Crafts

Sử dụng phản ứng Friedel- rafts để tổng hợp benzofuran-3(2H)-one theo sơ
đồ Hình 18[32, 75, 79,80].
Hợp chất phenoxyacetic acid (8) đƣợc tổng hợp bắt đầu từ dẫn xuất phenol
(6) với chloroacetic acid (7), trong sự hiện diện của NaOH. Các acyl chloride (9)
đƣợc hình thành do sự tác dụng của thionyl chlorua với (8). Sau đó (9) sẽ đƣợc
đóng vòng n i phân tử theo Friedel - Crafts với sự có mặt của AlCl3 tạo benzofuran3(2H)-one tƣơng ứng (10).

Hình 18 Sơ đồ tổng hợp benzofuran-3(2H)-one theo Friedel - Crafts

1.3.1.3.

Phản ứng ngƣng tụ laisen - Schmidt

Phản ứng ngƣng tụ Claisen - Schmidt đƣợc sử dụng l m cơ sở để tổng hợp
chalcone theo sơ đồ (Hình 19)[79, 81, 82].

Hình 19 Sơ đồ tổng hợp chalcone theo phƣơng pháp laisen - Schmidt

Tổng hợp chalcone từ phản ứng ngƣng tụ giữa m t benzaldehyde (11) với
m t acetophenone (12) có mặt của xúc tác base hoặc acid sẽ tạo sản phẩm chalcone
(13).

21


vậy, m t phƣơng ph p tổng hợp thay thế đƣợc chú ý[39, 61, 77, 83] . Trong trƣờng
hợp n y nhóm hydroxyl đƣợc bảo vệ bởi nhóm acetyl (Hình 21).

Hình 21 Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 17a và 17b

Sau khi acyl hóa 15a, 15b đƣợc tiếp tục brom hóa chọn lọc tại Cα bằng cách
dùng tribromide trimethylphenylammonium (PTT= PhMe3N+Br3-, m t thu c thử
đƣợc biết để chọn lọc brom tại vị trí α của acetophenones mà không tấn công các

22