TỔNG QUAN
Phản ứng oxy hóa Baeyer-Villiger
The formation of esters and lactones through the oxidation of ketones using peroxides, specifically the Baeyer-Villiger reaction, has been reported and refined for over a century.
Hình 1.1 Phản ứng oxy hóa Baeyer-mangostinVilliger.
Khi Baeyer và Villiger xử lý menthone, carvomenthone và camphor bằng một chất oxy hóa mới trong điều kiện không có dung môi, họ đã thu được các lactone tương ứng với hiệu suất đạt từ 40% đến 50% cho menthone và từ 15% đến 20% cho carvomenthone, cùng với việc tái cô lập nguyên liệu ban đầu.
Hình 1.2 Phản ứng oxy hóa Baeyer-mangostinVilliger của menthone (A), (+)-mangostin carvomenthone (B), và camphor (C) với KHSO 5 trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng.
Hình 1.3 Cơ chế phản ứng oxy hóa Baeyer-mangostinVilliger với chất oxy hóa m-mangostinCPBA 1
Chất oxy hóa phổ biến hiện nay là m-mangostinCPBA, với cơ chế phản ứng được thể hiện trong Hình 1.3 Thứ tự ưu tiên của các nhóm xuất hiện là t-mangostinalkyl, tiếp theo là s-mangostinalkyl, i-mangostinalkyl, rồi đến Phenyl, Ethyl và cuối cùng là Methyl.
Phản ứng oxy hóa Baeyer-mangostinVilliger đã chứng minh được tầm quan trọng của xúc tác acid Lewis trong việc tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau Các xúc tác Lewis như phức chất của Pt và Sn đã nâng cao hiệu suất và độ chọn lọc của phản ứng Đặc biệt, phức chất Sn cho thấy hiệu quả cao nhất trong việc tạo thành lactone Nghiên cứu của Xiuhua Hao và các cộng sự với xúc tác SnCl4 trong phản ứng oxy hóa 2-mangostinadamamtanone đạt được hiệu suất 49% và độ chọn lọc 79%.
Hình 1.4 Phản ứng oxy hóa Baeyer-mangostinVilliger của 2-mangostinadamamtanone.
α-Mangostin
Cây măng cụt, phổ biến ở Thái Lan, được trồng để thu hoạch trái cây thơm ngon và nhiều nước Loại trái này không chỉ được ưa chuộng tại Thái Lan mà còn ở nhiều nước Đông Nam Á nhờ khả năng chống viêm và điều trị các vết nhiễm trùng trên da Các hợp chất α-mangostin, β-mangostin và γ-mangostin trong cây măng cụt là nguồn prenyl xanthone phong phú, mang lại nhiều hoạt tính sinh học, đặc biệt là hoạt tính kháng oxi hóa.
Kháng khuẩn và chống độc tế bào là những đặc tính quan trọng của các hợp chất trong cấu trúc hóa học, với nhiều nhóm chức có khả năng điều khiển các phản ứng hóa học.
Hình 1.5 Quả măng cụt (Garcinia mangostana L.) và cấu trúc hóa học của α-mangostinmangostin.
Một số phản ứng được thực hiện trên α-mangostinmangostin để có được dẫn xuất của chúng, đặc biệt là các phản ứng trên nhóm hydroxyl và prenyl.
1.2.2 Hoạt tính sinh học của α-mangostinmangostin
1.2.2.1 Hoạt tính kháng oxy hóa
Chiết xuất cao thô từ Garcinia mangostana có khả năng kháng oxy hóa mạnh mẽ, được xác nhận qua phương pháp DPPH, cho thấy hiệu quả kháng viêm đáng kể và khả năng bảo vệ tế bào khỏi tổn thương Nghiên cứu của William và các cộng sự cũng chỉ ra rằng chiết xuất này có khả năng kháng oxy hóa lipoprotein ở nồng độ thấp.
Cao chiết thô của Garcinia mangostana có tác dụng tuyệt vời giúp chống lại các vi khuẩn Propionibacterium acnes và Staphylococcus epidermidis Cao chiết thô của
Garcinia mangostana có thể ức chế mạnh mẽ chống lại Propionibacterium acnes, là phương pháp mới trong điều trị mụn [10]
1.2.2.3 Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm
Xanthones extracted from Garcinia mangostana exhibit a range of biological activities, particularly antifungal properties against pathogens such as Fusarium oxysporum vasinfectum, Alternaria tenius, and Dreschlera oryzae, as well as antibacterial effects against Staphylococcus aureus The presence of hydroxyl groups of phenol and isoprenyl branches within the xanthone structure is crucial for its antifungal mechanism, while other positions lacking these groups do not demonstrate any activity.
. 1.2.2.4 Hoạt tính gây độc tế bào
Matsumoto và các cộng sự đã báo cáo rằng α, β, và γ-mangostin, các xanthone từ quả măng cụt, có khả năng ức chế mạnh mẽ tế bào ung thư ruột kết DLD-mangostin1 Nghiên cứu chỉ ra mối quan hệ giữa số lượng nhóm hydroxyl và khả năng ức chế tế bào Hơn nữa, vỏ quả măng cụt cũng cho thấy khả năng ức chế tế bạch cầu HL60.
1.2.3 Tổng hợp các dẫn xuất của α-mangostin mangostin
Một số phản ứng đã được tiến hành trên α-mangostin để tạo ra các dẫn xuất phổ biến, đặc biệt thông qua việc tác động lên các nhóm hydroxyl và prenyl.
1.2.3.1 Phản ứng trên nhóm hydroxyl của α-mangostinmangostin
Phản ứng acetyl hóa nhóm hydroxyl của phenol trong α-mangostin đã được nghiên cứu để làm rõ mối liên hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học Các nhóm hydroxyl phenol dễ tiếp cận nhất nằm ở vị trí số 3 và số 6, trong khi vị trí số 1 ít được chú ý hơn.
Morelli và các cộng sự đã nghiên cứu và tổng hợp một số dẫn xuất của α-mangostin thông qua các phương pháp alkyl hóa và acyl hóa nhóm hydroxyl Các chất phản ứng được sử dụng và sản phẩm thu được đã được ghi lại chi tiết trong Bảng 1.1, minh họa trong Hình 1.6.
Hình 1.6 Tổng hợp các dẫn xuất của α-mangostinmangostin bởi Morelli và các cộng sự.
Bảng 1.1 Tổng hợp các dẫn xuất của α-mangostinmangostin bởi Morelli và các cộng sự.
Phản Điều kiện Sản phẩm (%) ứng
1 Ac 2 O (1,1 mmol), Et 3 N (4 mmol), CH 2 Cl 2 , 0 o C 1(30); 2 (33)
2 N-mangostinAcetylimidazole (2 mmol), CH 2 Cl 2 , nhiệt độ phòng 1(8); 3 (44)
3 Ac 2 O (4 mmol), Et 3 N (4 mmol), toluene, nhiệt độ phòng 1(99)
4 Chloride benzoyl (1,1 mmol), Et 3 N (4 mmol), CH 2 Cl 2 , 0 o C 4(39); 5 (36)
5 MeI (18 mmol), NaHCO 3 (4,5 mmol), DMF, nhiệt độ
Năm 2014, Fei và các cộng sự [25] đã tổng hợp một số dẫn xuất xanthone 6, 9, 14, 16-
23 từ α-mangostinmangostin và các sản phẩm O-mangostinalkyl hóa hoặc C-mangostinalkyl hóa Các chất phản ứng đã sử dụng và sản phẩm thu được (Hình 1.7) được ghi lại trong Bảng 1.2.
Hình 1.7 Tổng hợp các dẫn xuất của α-mangostinmangostin bởi Fei và các cộng sự.
Bảng 1.2 Tổng hợp các dẫn xuất của α-mangostinmangostin bởi Fei và các cộng sự.
Phản Điều kiện Sản phẩm (%) ứng
7 BrCH 2 COOCH 3 , K 2 CO 3 , dung dịch KOH 17a(7), 17b (12)
11 Xúc tác Pd(Ph 3 ) 4 , K 2 CO 3 , MeOH, 60 o C 6 (91), 23 (51)
13 BnNH 2 , Pd(OAc) 2 , XPhos, Cs 2 CO 3 , DMF, 160 22 (23) oC sau đó H 2 , Pd/C, MeOH 22 (34)
14 DDQ, benzene, đun hồi lưu 14 (75)
15 TsOH, benzene, đun hồi lưu 9 (70)
1.2.3.2 Phản ứng trên nhóm prenyl của α-mangostinmangostin
Một số xanthone trong G mangostana chứa vòng có oxy, phản ứng từ nhóm hydroxyl prenyl hoặc phenol dẫn đến sự hình thành 9-mangostinhydroxycalabaxanthone và mangostanin Phản ứng cộng nucleophile tạo ra 1-mangostinisomangostin và 3-mangostinisomangostin Bằng cách sử dụng α-mangostinmangostin và chất xúc tác axit p-mangostintoluenesulfonic, bốn hợp chất đã được tổng hợp Các chất xúc tác khác như H2SO4 và BF3 cũng được sử dụng trong quá trình này.
CF 3 COOH, các sản phẩm chính thu được là isostangostin, dạng hydrat hóa của chúng và hydrat trifluoroacetyl (12 và 13) [24] Các chất phản ứng đã sử dụng và sản phẩm thu được được ghi lại trong Bảng 1.3 Phản ứng của α-mangostinmangostin và 2,3-mangostindichloro-mangostin5,6-mangostin dicyano-mangostin1,4-mangostinbenzoquinon đã tạo ra 9-mangostinhydroxycalabaxanthone (14) với hiệu suất 70% (Dharmaratne và các cộng sự [26] ).
Hình 1.8 Tổng hợp các dẫn xuất của α-mangostinmangostin bởi Morelli và các cộng sự.
Bảng 1.3 Tổng hợp các dẫn xuất của α-mangostinmangostin bởi Morelli và các cộng sự.
Phản Tác chất Điều kiện Sản phẩm (%) ứng
16 p-mangostinTsOH (xúc tác) Toluene/CH 2 Cl 2 2:1, nhiệt độ 8 (27), 9 (15), 10 (9), phòng 11 (15)
17 H 2 SO 4 (0.2) a Toluene, nhiệt độ phòng 9(20) b
19 BF 3 Et 2 O CH 2 Cl 2 , 0 o C sau đó phản ứng ở 8(29), 10 (9)
(xúc tác) nhiệt độ phòng
20 CF 3 COOH (1) CH 2 Cl 2 , nhiệt độ phòng 12 (25), 13 (56) a: cho rây phân tử 4 Å vào hỗn hợp phản ứng. b: 74% lượng α-mangostinmangostin còn dư sau phản ứng được thu hồi.
1.2.4 Oxy hóa xanthone với peracid
Sự oxy hóa Baeyer-mangostinVilliger trên xanthone vẫn chưa được ghi nhận, trong khi phản ứng tương tự trên anthraquinone lại cho ra các sản phẩm mong muốn Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng phản ứng Baeyer-mangostinVilliger kép có khả năng tạo trực tiếp cấu trúc vòng dibenzo[b,f][1,4]-mangostindioxocin-mangostin6,11-mangostindione, một hợp chất khó tổng hợp qua các phương pháp khác.
Hình 1.9 Phản ứng oxy hóa Baeyer-mangostinVilliger của anthraquinone.
Hóa chất, dụng cụ, thiết bị
-mangostin α-mangostinMangostin được cung cấp bởi tiến sĩ Dương Thúc Huy.
-mangostin Sắc ký bản mỏng Kiesel gel 60F 254 (Merck).
-mangostin Silica gel 0.04 – 0.06 mm (Merck) dùng cho sắc ký cột.
-mangostin Cân điện tử 4 số, Satorius AG Germani CPA3235.
-mangostin Đèn soi UV bước sóng 254 – 365 nm.
-mangostin Máy khuấy từ gia nhiệt Stone Staffordshire England ST15OSA.
-mangostin Máy cộng hưởng từ hạt nhân NMR Bruker Ultrashied 500 Plus (đo ở tần số 500
MHz cho phổ 1 H–NMR và 125 MHz cho phổ 13 C–NMR) thuộc phòng Phân tích Trung tâm Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh.
Quy trình thực hiện phản ứng oxy hóa α-mangostin bằng m-CPBA
2.2.1 Phản ứng oxy hóa α-mangostinmangostin
Thêm 20 mg (0.048 mmol) α-mangostinmangostin và 0.5 mL methanol cho vào bình cầu
25 mL, sau đó đặt lên máy khuấy từ khuấy ở nhiệt độ phòng trong 30 phút.
Thêm 33.66 mg (0.195 mmol) m-mangostinCPBA vào hỗn hợp khuấy Sau đó, thêm tiếp 0.5 mL methanol còn lại vào và tiếp tục khuấy từ ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ.
Hỗn hợp sau phản ứng được chiết lỏng nhiều lần với ethyl acetate và nước theo tỷ lệ 3:3, thu hồi pha hữu cơ Pha hữu cơ này được rửa ba lần với nước và quá trình chiết được theo dõi bằng sắc ký bản mỏng cho đến khi không còn hiện hình UV Cuối cùng, chất rắn thu được được để khô tự nhiên ngoài không khí.
Thực hiện sắc ký cột trên phần chất rắn trên với hệ H:C:EA:Ac:AcOH (175:100:40: 25:10) Theo dõi sản phẩm tách được bằng sắc ký bản mỏng (Sơ đồ 1).
Bình cầu 25 mL 0.5 mL dung môi methanol
-mangostin Đặt lên máy khuấy từ
-mangostin Khuấy ở nhiệt độ phòng trong 30 phút
Hỗn hợp khuấy 33.66 mg (0.195 mmol) m-mangostinCPBA
-mangostin Tiếp tục khuấy từ ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ*
Dung dịch màu vàng nâu
-mangostin Chiết nhiều lần với EA-mangostinnước (3:3)
-mangostin Rửa lại ba lần với nước
Hỗn hợp sau phản ứng đã loại dung môi, m-mangostinCPBA
-mangostin Chấm bảng, giải ly**
-mangostin Để khô tự nhiên ngoài không khí
*Kiểm tra phản ứng sau 1 giờ bằng cách chấm sắc ký bản mỏng và giải ly.
**Hệ giải ly H:C:EA:Ac:AcOH (175:100:40:25:10).
Sơ đồ 1 Quy trình thực hiện phản ứng oxy hóa α-mangostinmangostin bằng m-mangostinCPBA trong dung môi methanol.
-mangostin Đặt lên máy khuấy từ
-mangostin Khuấy ở nhiệt độ phòng trong 30 phút
Hỗn hợp khuấy 28.6 mg (13 àL) SnCl 4
-mangostin Tiếp tục khuấy từ ở nhiệt độ phòng trong 1 giờ 30 phút
Dung dịch không màu 20 mg (0.048 mmol) α-mangostinmangostin 1 mL dung môi methanol còn lại
-mangostin Tiếp tục khuấy từ ở nhiệt độ phòng trong 6 giờ*
-mangostin Chiết nhiều lần với EA-mangostinnước (3:3)
-mangostin Chiết lại ba lần với nước
Hỗn hợp sau phản ứng đã loại dung môi, m-mangostinCPBA
-mangostin Chấm bảng, giải ly**
-mangostin Để khô tự nhiên ngoài không khí
*Kiểm tra phản ứng sau mỗi 1 giờ bằng cách chấm sắc ký bản mỏng và giải ly.
** Hệ giải ly H:C:EA:Ac:AcOH 175:100:40:25:10.
Sơ đồ 2 Quy trình thực hiện phản ứng oxy hóa α-mangostinmangostin bằng m-mangostinCPBA trong dung môi methanol với xúc tác SnCl 4
2.2.2 Khảo sát phản ứng oxy hóa α-mangostinmangostin bằng m-mangostinCPBA
-mangostin Khảo sát thời gian phản ứng.
-mangostin Khảo sát sự oxy hóa khi thay đổi lượng dung môi.
-mangostin Khảo sát sự oxy hóa khi thay đổi lượng tác chất.
-mangostin Khảo sát sự oxy hóa khi có mặt xúc tác.
Số liệu phổ định danh cơ cấu sản phẩm
Dựa trên kết quả phổ 1 H-mangostinNMR, 13 C-mangostinNMR, HSQC và HMBC thu được, các hợp chất phù hợp đã được xác định.
4,8-mangostindihydroxy-mangostin and its derivatives, including 2-mangostin and 7-mangostin, are characterized by a pale yellow amorphous powder that exhibits fluorescence under UV light This compound demonstrates good solubility in solvents such as acetone and chloroform, with an impressive yield of 11%.
1 H-NMR (Acetone- d 6 ): δ H 6.85 (1H, s), 6.26 (1H, s), 5.28 (1H, t, 6.5 Hz), 4.82 (1H, dd, 9.5, 8.2 Hz), 4.13 (2H, d, 6.5 Hz), 3.80 (3H, s), 3.15 (1H, dd, 13.0, 9.5 Hz), 3.15 (1H, dd,
T3, also known as 6-mangostin, is a yellow, amorphous powder that exhibits fluorescence under UV light It demonstrates good solubility in acetone and has a yield of 6% The compound can be characterized using 1 H-NMR in acetone, highlighting its unique chemical structure and properties.