góp phần nghiên cứu một vài phương pháp ứng dụng trong tổng hợp pregnan từ phytostrerol thông qua androstendion

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HỐ HỌC Lƣu Thị Kim Nhung GĨP PHẦN NGHIÊN CỨU MỘT VÀI PHƢƠNG PHÁP ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP PREGNAN TỪ PHYTOSTEROL THÔNG QUA ANDROSTENDION LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2011 VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HỐ HỌC Lƣu Thị Kim Nhung GĨP PHẦN NGHIÊN CỨU MỘT VÀI PHƢƠNG PHÁP ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP PREGNAN TỪ PHYTOSTEROL THƠNG QUA ANDROSTENDION Chun ngành: Hóa Hữu Mã số: 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lưu Đức Huy Hà Nội – Năm 2011 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Phương pháp cyanhydrin tổng hợp mạch bên pregnan 1.2 Phương pháp acetylen tổng hợp mạch bên pregnan 1.2.1 Ngưng tụ 17-cetoandrosten với acetylen 1.2.2 Chuyển hoá 17-etynylcacbinol đến dẫn xuất 17-etynylsteroid tương ứng `11 1.3 Tổng hợp mạch bên corticoid 16 1.3.1 Chuyển hố nhóm 17-etynyl đến mạch bên corticoid 16 1.3.2 Chuyển hóa 20-cetopregnan đến mạch bên corticoid 20 Tổng hợp 16β-metyl-17α-hydroxy pregnan 21 1.4.1 Đưa mảnh 17α-hydroxy-16β-metyl vào 20-cetopregnan 21 1.4.2 Đưa nhóm metyl vào vị trí 16β phân tử corticosteroid 23 Chương 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 2.1 Tổng hợp mạch bên pregnan áp dụng phương pháp cyanhydrin 30 2 Tạo mạch bên corticoid sử dụng hợp chất đa hóa trị iod PhI(OAc)2 42 Nghiên cứu chọn lựa lập thể tổng hợp 16β-metyl-17α-hydroxy pregnan 50 Chương 3: THỰC NGHIỆM 55 Tổng hợp 17α-hydroxy-17β-cyanandrost-4-en-3-on (2) 55 Tổng hợp 17α-hydroxy-3,3 (2,2-dimetyl propylen dioxy)-androst-5 -en-17βcarbonitril (3) 55 3 Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-17β-cyanandrost-5 ,16(17)-dien (4) 56 Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-pregn-5, 16(17)-dien-20-one (5) 56 Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy-pregn-5-en-20-one (6) 57 Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy-20,20-dimetyl acetal21-hydroxy- pregn-5-en (7) 57 Tổng hợp 16α,17α-epoxy-21-hydroxy –pregn-4-en- 3,20-dion ( ) 57 Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)- 17α-hydroxy -pregn-5-en -20-one (10) 58 Tổng hợp 3,20-bis-(1,2-etandinyl)-acetal-16α,17α-epoxy-pregn-5-en ( 11) 58 10 Nghiên cứu phản ứng 3,20-bis-(1,2-etandinyl)-acetal-16α,17α-epoxy-pregn-5en ( 11) với CH3MgBr 58 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 66 MỞ ĐẦU Hiện Việt Nam phải nhập tới 90% hoạt chất làm thuốc, 100% thuốc có gốc steroid cơng nghiệp Hóa dược gần chưa có, giá thuốc cao so với mức thu nhập người dân Trước tình hình đó, Chính phủ Việt Nam phê duyệt Chương trình trọng điểm quốc gia Hố - Dược từ 2007 đến 2015 có tính đến 2020, nhằm thúc đẩy tạo cú hch cho cơng nghiệp Hố - Dược nước nhà phát triển Tháng 10/2007, Đại hội Hoá - Dược diễn Hà Nội, Hội Hoá - Dược thành lập, bàn bạc sôi nổi, hưởng ứng “Chương trình trọng điểm Hố- Dược quốc gia” Phần lớn ý kiến đồng quan điểm cho rằng: Hiện nay, chương trình Hố - Dược Việt Nam muốn thành công phải ưu tiên vào nguồn hợp chất thiên nhiên sterol đậu tương, flavonoid….[10] Trước diosgenin solasodin nguyên liệu số cho tổng hợp loại thuốc steroid Tuy nhiên chúng phải gieo trồng đất nông nghiệp nhiều năm có thu hoạch, giá thành cao Từ lâu người ta sức tìm kiếm nguồn nguyên liệu rẻ tiền Các sterol thực vật (phytosterol) ý đến nhiều chúng có trữ lượng lớn thu hồi từ phế phụ thải cơng nghiệp giấy, cơng nghiệp mía đường công nghiệp dầu đậu tương Điều trở thành thực sau phát minh số chủng vi sinh phân cắt chọn lựa mạch bên sterol đến 17-cetosteroid: androstendion (AD), androstadiendion (ADD) 9-hydroxyandrostendion (9-OH AD) [3, 4, 23, 99] Một số công ty dược lớn giới “Apdzon’’ [60] “Serl”[18] Mỹ, “Sering” [73] LB Đức, “Mitsubisi” [49] Nhật đưa thị trường vài dược phẩm bán tổng hợp từ sterol thông qua 17-cetosteroid trung gian [2] Ở Việt Nam, từ năm 1978-1980 có số lượng lớn cán khoa học Viện Hố học – Viện Khoa học Cơng nghệ Việt nam (Viện KHVN - tên cũ) Viện Dược liệu - Bộ Y tế sức tìm kiếm nguồn nguyên liệu diosgenin solasodin từ cỏ Việt Nam Kết sau nhiều năm điều tra sàng lọc khơng làm ngun liệu hàm lượng hoạt chất thấp Cây solanum di thực từ Liên Xô cũ vào Việt Nam trồng thử Lâm Đồng dần bị thoái hoá Một vài dioscorea lấy giống từ Mehico cho hàm lượng diosgenin cao ổn định Vì vậy, Bộ Y tế có đề án quốc gia chiết xuất chuyển hoá diosgenin đến loại thuốc steroid Tuy nhiên, sau ba kế hoạch năm chưa đưa vào sản xuất loại thuốc mà bán tổng hợp vài dẫn xuất ban đầu theo quy trình cũ từ năm 1950; từ 1990 đến đề tài khơng thấy tiếp tục, có lẽ nói thời thay đổi, sterol bắt đầu lên Ở nước ta hoạt động số nhà máy giấy cỡ lớn đậu tương nông sản quan trọng thứ với sản lượng hàng trăm ngàn tấn/ năm Do thu hồi sterol từ phế phụ thải hai ngành sản xuất vấn đề thời có ý nghĩa khoa học, kinh tế, xã hội môi trường to lớn Ở Việt Nam từ 1990 đến nhóm nghiên cứu Lưu Đức Huy cộng (Viện Hố Học-Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam) nghiên cứu nhằm hoàn thiện số phương pháp chuyển hố sterol đến corticoid thơng qua 17cetosteroid trung gian Mục đích cuối đưa sơ đồ hiệu tổng hợp corticoid từ sterol thay cho sơ đồ trước tổng hợp chúng dựa ngun liệu cũ khơng cịn tương lai diosgenin solasodin Năm 2006, lần Lưu Đức Huy cộng Cuba công bố kết chuyển hoá vi sinh hiệu phytosterol, nguyên liệu Việt Nam đến androstendion (AD) androstadiendion (ADD) [88] Năm 2007, Bộ Khoa học  Công nghệ phê duyệt nhiệm vụ nghị định thư hợp tác với Liên bang Nga “Nghiên cứu cơng nghệ vi sinh chuyển hố phytosterol đến androstendion (AD) 9-hydroxy AD sử dụng cơng nghiệp Hố-Dược” Lưu Đức Huy làm chủ nhiệm Vừa đây, Lưu Đức Huy cộng Nga có cơng bố cơng nghệ chuyển hóa vi sinh phytosterol Việt Nam đến AD 9α-OH AD với hiệu suất trung bình đạt 70% 75÷80% tương ứng [98] Cơng nghệ cịn nghiên cứu cải tiến, nâng cấp nhờ áp dụng phương pháp xúc tác Immobil [38] Về nguyên tắc nguyên liệu đầu diosgenin hay solasodin, sau phân cắt chọn lọc mạch nhánh ta có mạch bên pregnan; chuyển sang sterol ta nhận 17-cetosteroid, tức chưa có mạch bên pregnan Như vậy, số nhiệm vụ quan trọng xây dựng mạch bên pregnan Trong số nhiều phương pháp xây dựng mạch bên pregnan chúng tơi trình bày phần tổng quan, phương pháp cyanhydrin phương pháp acetylen tỏ có triển vọng ứng dụng Từ phytosterol phạm vi luận văn này, hạn chế nghiên cứu phương pháp sau: Phương pháp cyanhydrin tạo mạch bên pregnan Phương pháp tạo mạch bên corticoid sử dụng hợp chất đa hóa trị iod PhI(OAc)2 Phương pháp chọn lựa lập thể tổng hợp 16β-metyl-17α-hydroxy pregnan Thuộc chương trình rộng lớn nhóm ngiên cứu Lưu Đức Huy phụ trách, nghiên cứu tổng hợp loại thuốc có gốc steroid đặc biệt corticoid Chương 1: TỔNG QUAN Tổng hợp corticosteroid, nói riêng 20-cetopregnan từ 17-cetoandrosten thực nhiều phương pháp sau [4, 6, 7, 8, 9] Phương pháp cyanhydrin: 17-cetosteroid ngưng tụ chọn lựa lập thể với HCN; 17-cyano-17-hydroxyandrosten tạo thành ankyl hoá tác nhân Grignard hay metyl liti Ứng dụng phản ứng Vittic, tức tương tác 17-cetosteroid với Ilit photpho Ứng dụng phản ứng Knevenagel: ngưng tụ xúc tác bazơ 17-cetosteroid với hợp chất có nguyên tử hydro linh động metoxy-, este cyanoacetic, isocyanoacetat, nitrometan v.v tiếp theo, oxy hố liên kết đơi C17=C20 Ứng dụng phản ứng Reformatxki: tương tác 17-cetosteroid với este axit cacboxylic -halogen có mặt Zn sau oxy hố liên kết đơi C17=C20 Phương pháp acetylen, tức 17-cetosteroit ngưng tụ với acetylen; 17etynyl-17-hydroxy-androsten tạo chuyển hoá đến pregnan phương pháp khác Con đường acetylen bắt đầu phát triển vào năm gần có khả rõ ràng 17-etynyl hoá định hướng lập thể 17cetosteroid epime hoá hiệu trung tâm C17 17-etynyl-17hydrocyandrosten nhận ban đầu phản ứng ngưng tụ acetylen Điều kích thích mối quan tâm ứng dụng phương pháp vào thực tiễn cần thiết tổng kết lại tư liệu tham khảo mà tổng quan đề cập rời rạc phạm vi tổng hợp mạch bên pregnan [4, 6, 7, 9] Trong tổng quan xếp bố cục theo thời gian phát triển phương pháp chuyển hoá 17-cetoandrosten đến 20-cetopregnan, đặc biệt lưu ý tới cơng trình gần 1.1 Phương pháp cyanhydrin tổng hợp mạch bên pregnan Phương pháp có ý nghĩa thực tiễn tổng hợp mạch bên pregnan phương pháp cyanhydrin, bao gồm tương tác hợp chất 17-cetosteroid với acetocyanhydrin (hay HCN) ankyl hoá hợp chất 17α-hydroxy-17β- nitril vừa nhận Phương pháp cyanhydrin xây dựng mạch bên corticoid từ AD 9-OH AD có hàng loạt ưu điểm: tính chọn lọc cao phản ứng hydrocyan hố vào nhóm 17-ceto, tác nhân acetocyanhydrin dồi dào, rẻ tiền Trong tổng hợp pregnan từ AD tính hiệu cao phản ứng [72] Phương pháp cyanhydrin xây dựng mạch bên pregnan sở AD đề xuất tác giả Nhật [44] Trong patent hãng Apdzon [36], phương pháp cyanhydrin áp dụng để mơ hình hố dẫn xuất khác AD Tuy nhiên việc sử dụng 9α-OH AD hợp chất đầu tun bố chưa mơ tả ví dụ Đã biết để tránh chuyển vị không mong muốn với tham gia nhóm 9-OH bậc [18], cách tiện lợi chuyển hố đến dẫn xuất ∆9(11) , chức bền vững điều kiện phản ứng Hãng Mitsubishi Nhật đề xuất điều chế 17β-cyan-17α-hydroxy-AD dẫn xuất ∆9(11)-AD cách hydrocyan Tuy nhiên phản ứng ∆9(11)-AD với acetoncyanhydin điều kiện mô tả tác giả xảy với tạo thành dẫn xuất không mong muốn 17α-cyan-17β-hydroxy phản ứng với có mặt nhóm 9α-hydroxy điều kiện cho đồng phân epime mong muốn 17β-cyan-17αhydroxy Đồng phân epime 17β-cyan-17-hydroxy-∆9(11) nhận cách đồng phân hóa 17α-cyan-17-hydroxy tương ứng tạo thành ban đầu tác dụng, chẳng hạn natri cyanua trietyl amoni hydrocyanua dung môi ancol bậc thấp [49] Tác giả patent [73] điều chế thành công đồng phân epime 17β-cyan-17α-hydroxy xuất phát từ ∆9-AD với hiệu suất 93% môi trường rượu /nước sử dụng phương pháp epime hoá mà chất phương pháp kết tủa đồng phân epime 17β-cyan cách thay đổi nồng độ nước N HO O C O C N OH O O Chuyển hoá xa hợp chất 17β-cyan-17α-hydroxy- đến 20-cetopregnan thực tương tác cyanhydrin tương ứng với nhóm 3-ceto- 17α-hydroxy bảo vệ với metyl liti hay metyl magie bromua [37, 44, 74, 86] Để tạo hợp chất ∆16- sử dụng dẫn xuất 17α-cyan-17β-hydroxy đồng phân 17β-cyan-17α-hydroxy nó, hỗn hợp chúng Ban đầu người ta este hố nhóm 17-hydroxy 17-cyanhydrin cách tương tác với metalsulfonylchlorid, sau 17-cyano-17-metalsulfonyloxysteroid tạo xử lí tác nhân dehydrat hố Ankyl hố ∆16-dehydro-17nitril tác nhân Grignard cho phép chuyển hoá dẫn xuất androstan đến 20cetopregnan với hiệu suất cao [22] Phương pháp hoàn thiện áp dụng trường hợp 3-acetoxy-∆5-17-cetoandrostan AD [75] Để điều chế 17-acetyl steroid từ 17-oxo-steroid sử dụng tác nhân acetyl đặc biệt gọi tác nhân acetyl che chắn làm thay đổi hoạt tính nhóm cacbonyl Các nguyên tắc ứng dụng khái niệm xem xét lại D.Seebach [94], B.T.Grobel & D.Seebach [24] Trong có mặt tác nhân acyl che chắn bazơ mạnh dạng anion bền vững mà dễ phản ứng với cacbon cacbonyl tạo hợp chất trung gian dễ bị thủy phân thành nhóm acetyl dẫn tới 17-acetyl steroid phản ứng với 17-oxosteroid Các tác nhân acyl che chắn sử dụng để tạo mạch bên pregnan [39, 76] Rất ưa dùng loại alkyl vinyl aryl ete, alkyl vinyl aryl thioete 1,1-trimetylendithio-etan Việc sử dụng vinyl ankyl ete minh họa Baldwin & Cs [12, 13] Phương pháp áp dụng để chuyển hố 9α-hydroxy-17cetosteroid đến 9α,17α-dihydroxy-20-ceto pregnan : OH CH2 C BR2 R CH3 OH C R O HO S S (CH 2)3 O R R Phản ứng trì khoảng thời gian Hỗn hợp phản ứng trung hòa trietylamin chiết CHCl3.Loại dung môi áp suất giảm nhận cặn rắn Cặn rắn kết tinh lại nhiều lần EtOAc nhận hợp chất (11) với hiệu suất cao 85% Trên phổ IR sản phẩm peak đặc trưng cho nhóm chức C(20)=O đồng thời xuất peak đặc trưng cho nhóm chức C-O 1100 cm-1 (Xem Hình 25) O O O νC-O O O Hình 25: Phổ IR 3,20-bis-(1,2-etandinyl)-acetal16α,17α-epoxy-pregn-5-en (11) Nghiên cứu phổ 1H-NMR nhận thấy tín hiệu cơng hưởng proton đặc trưng cho nhóm metyl nhóm bảo vệ cũ vị trí (6) , thay vào tín hiệu cộng hưởng rõ proton CH2-O thuộc nhóm bảo vệ vị trí 56 20 (11) δ=3,879÷3,988 ppm; đồng thời xuất tín hiệu cộng hưởng H-6 δ=5,337 ppm, H-16 δ=3,368 ppm chứng tỏ dự đốn cơng thức chúng tơi hồn tồn xác (Xem Hình 26) O O O CH3-19 O O CH3-18 8H nhóm ketal bảo vệ H-16 H-6 Hình 26: Phổ 1H-NMR 3,20-bis-(1,2-etandinyl)-acetal16α,17α-epoxy-pregn-5-en ( 11) Phản ứng metyl hóa epoxit (11) tiến hành sau: Hợp chất (11) thêm vào hỗn hợp CH3MgBr 3M THF bầu khí trơ Nhiệt độ phản ứng nâng dần lên 65÷700C trì khoảng thời gian 39 O O O O O OH CH3 CH3MgBr 3M in (C2H5)2O / THF, NH4Cl x O 60 ÷ 650C /39h O (11) O O (12) 57 Kiểm tra SKBM nhận thấy sản phẩm có Rf ≈ Rf chất đầu, khơng UV bước sóng 254 nm chất đầu (Xem Hình 27) (11) (12) Hình 27: SKBM hợp chất (12) so với 3,20-bis-(1,2-etandinyl)-acetal16α,17α-epoxy-pregn-5-en ( 11) Phổ 1H-NMR sản phẩm tương tự hợp chất (11) Chứng tỏ phản ứng chưa xảy Khi tiến hành phản ứng cần lưu ý dung môi THF bay nhanh khó hồi lưu dẫn đến keo tụ tác nhân CH3MgBr gây ảnh hưởng đến khuấy đảo phải bổ sung liên tục Tuy nhiên khắc phục phần nhược điểm chưa thành công chưa đủ thời gian nghiên cứu sâu Nguyên nhân đưa chất đầu khó tan THF tác nhân CH3MgBr chưa đủ mạnh yếu tố tay nghề hạn chế Chính sau hồn thiện luận văn đặt hướng nghiên cứu trọng tâm thực thành cơng phản ứng chìa khóa theo hướng sử dụng tác nhân metyl hóa mạnh CH3MgCl hay CH3Li 58 Chương 3: THỰC NGHIỆM Các loại dung môi, hố chất mua cơng ty Aldrich Merck Các loại dung môi tinh chế cất lại điểm sôi trước sử dụng Kiểm tra định tính dùng mỏng tráng sẵn silufol Merck 60 F254 Sắc ký mỏng điều chế dùng silicagel G.Merck 60 F254 sắc kí cột dùng silicagel Merck cỡ hạt 63-200µm Điểm chảy đo máy Boetius (CHDC Đức) Phổ IR ghi máy FT-IR-IMPACT-410 dạng viên nén KBr Phổ 1H-NMR đo máy Bruker 500 MHz dung môi CDCl3 / CD3OD, chất chuẩn TMS AD tổng hợp từ phytosterol phịng thí nghiệm Hóa học Steroid Alkaloid - Viện Hóa học – Viện KH Cơng nghệ Việt Nam Tổng hợp 17α-hydroxy-17β-cyanandrost-4-en-3-on (2) 2g AD (1) hòa tan 5,6 ml CH3OH thêm vào 0,04564g KOH Nâng nhiệt độ phản ứng đến 40oC thêm 0,276ml nước 0,956ml acetoncyanhydrin Hỗn hợp phản ứng chuyển dần sang suốt Hạ nhiệt độ xuống 35-36oC giữ khoảng thời gian nhận thấy hỗn hợp phản ứng đục dần Kiểm tra SKBM, chất đầu nên trì thêm Sau kiểm tra nhận thấy chất đầu nên thêm 0,276 ml acetoncyanhydrin đồng thời giữ nhiệt độ phản ứng 35-36oC khoảng thời gian Kiểm tra thấy hết chất đầu, thêm dần 1,18ml nước cất sau giữ n nhiệt độ phịng Để kết thúc phản ứng, thêm vào 0,434 ml nước cất giữ nhiệt độ phòng khoảng thời gian Lọc rửa kết tủa MeOH/H2O (1:2) đến pH=7 dừng lại để khô sấy 60oC thu 1,8441 g hợp chất (2) Hiệu suất, đặc trưng hóa-lí phổ tóm tắt Bảng Tổng hợp 17α-hydroxy-3,3 -(2,2-dimetyl propylen dioxy)-androst-5 -en17β-carbonitril (3) 1,7441g hợp chất (2) hòa tan ml CH2Cl2 bầu khí trơ Hợp chất (2) không tan hết Làm lạnh hỗn hợp phản ứng xuống 0-5oC (nước 59 đá) Rồi thêm 1.75 ml trietylorthoformat, 2,6166g neopentylglicol 0,26165g PTSA hỗn hợp phản ứng trở nên suốt Khuấy đảo hỗn hợp phản ứng 0-5oC, giữ khoảng thời gian tiếng xử lí Kiểm tra SKBM nhận thấy xuất vết sản phẩm phụ với hàm lượng nhỏ Dừng phản ứng cách thêm 2,6 ml trietylamin, khuấy đảo 22 ml nước Để hỗn hợp phản ứng ngăn đá tủ lạnh qua đêm để tạo tủa, không xuất tủa mà có dạng huyền phù Chiết sản phẩm CHCl3 Dịch CHCl3 rửa nhiều lần nước đến pH=7 Làm khan dịch CHCl3 chiết sản phẩm Na2SO4 loại bớt dung mơi áp suất giảm cịn lại khoảng 1ml sau làm lạnh thêm vào hỗn hợp phản ứng 0,5ml hexan / 0,5ml heptan khuấy 0-5oC khoảng thời gian 10-15 phút đem rửa hexan thu 1,8638g hợp chất (3) Hiệu suất, đặc trưng hóa-lí phổ tóm tắt Bảng 3 Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-17β-cyanandrost-5 ,16(17)dien (4) 0,10694 g hợp chất (3) hòa tan 1ml Py Hợp chất (3) không tan hết Thêm 0,12ml POCl3 nhận hỗn hợp suốt, màu hồng nhạt Khuấy đảo hỗn hợp phản ứng 400C khoảng thời gian giờ, nâng nhiệt độ phản ứng lên 450C, trì nhiệt độ khoảng thời gian 8-10 Kiểm tra SKBM nhận thấy hết chất đầu xuất vết sản phẩm phụ nhỏ nhiều so với chất đầu Dừng phản ứng xử lí.Hạ nhiệt độ phản ứng xuống 0-50C Thêm vào hỗn hợp phản ứng hỗn hợp gồm 0,1ml HCl đặc ml nước Khuấy đảo khoảng thời gian 1giờ sau lọc rửa nước đến pH=7 Sấy khô, kết tinh lại nhiều lần aceton thu 0,075g sản phẩm (4) Hiệu suất, đặc trưng hóa-lí phổ tóm tắt Bảng Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-pregn-5, 16(17)-dien-20one (5) 0,51g hợp chất (4) hòa tan 1,35ml toluen 1,35ml CH3MgBr 3M THF, hỗn hợp trở lên suốt Khuấy đảo giữ nhiệt độ phản ứng 60-650C khoảng thời gian Kiểm tra SKBM nhận thấy hết chất đầu xuất vết sản phẩm phụ sản phẩm Dừng phản ứng Hạ nhiệt độ 60 phản ứng xuống -20 ÷ -100C thêm 1,8ml THF, sau nhỏ giọt 12,5ml hỗn hợp CH3COOH/H2O (4/5) Loại bỏ ½ dung mơi áp suất giảm Lọc rửa sản phẩm nước đến pH=7 Kết tinh lại aceton thu 0,40 g sản phẩm (5 ) Hiệu suất, đặc trưng hóa-lí phổ tóm tắt Bảng Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy-pregn-5-en-20one (6) 0,44 g hợp chất (5) thêm vào 10ml THF, 5ml MeOH, 1ml H2O2 50% 1ml NaOH/MeOH bão hịa bầu khí trơ Giữ nhiệt độ phản ứng 400C khoảng thời gian 23 tiếng Kiểm tra SKBM nhận thấy hết chất đầu nên dừng phản ứng Loại kiệt dung môi áp suất giảm , thêm nước đá vào hỗn hợp phản ứng, tủa tách Lọc rửa kết tủa nước đến pH=7 sấy khô, kết tinh lại aceton nhiều lần thu 0,42g sản phẩm (6) Hiệu suất, đặc trưng hóa-lí phổ tóm tắt Bảng Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxy-20,20-dimetyl acetal-21-hydroxy- pregn-5-en (7) 0,1 g hợp chất (6) thêm vào ml MeOH/KOH 4N 0,272 g PhI(OAc)2 Duy trì nhiệt độ phản ứng 200C khoảng thời gian 48giờ Kiểm tra SKBM nhận thấy hết chất đầu phía vết sản phẩm có vết sản phẩm phụ Dừng phản ứng xử lí Loại dung môi áp suất giảm, làm lạnh chiết CHCl3 Dịch CHCl3 chiết sản phẩm rửa nhiều lần nước để loại kiềm tác nhân dư Làm khan dịch chiết CHCl3 Tiến hành tách cột với hệ dung môi hexan: aceton tỉ lệ: 10: 0,5 10:1 0,057 g sản phẩm (7) thu từ hệ dung mơi 10:1 Hiệu suất, đặc trưng hóa-lí phổ tóm tắt Bảng Tổng hợp 16α,17α-epoxy-21-hydroxy –pregn-4-en- 3,20-dion ( ) 0,01 g hợp chất (7) hòa tan 0,5ml aceton 0,005g PTSA, hỗn hợp trở lên suốt Khuấy đảo nhiệt độ 200C khoảng thời gian Kiểm tra SKBM nhận thấy hết chất đầu, có vệt sản phẩm UV Dừng phản ứng xử lí Loại dung mơi áp suất giảm chiết CHCl3 Rửa dịch chiết CHCl3 nước đến pH=7 Làm khan dịch chiết CHCl3 61 loại hết dung môi áp suất giảm, dùng than hoạt tính để loại màu Kết tinh lại EtOAc thu 0,0065g sản phẩm (8) Hiệu suất, đặc trưng hóa-lí phổ tóm tắt Bảng Tổng hợp 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)- 17α-hydroxy -pregn-5-en- 20-one (10) 0,1332 g hợp chất (3) thêm vào 0,1332ml vinyletylete , 0,0026g PTSA 1,2 ml THF bầu khí trơ Phản ứng trì nhiệt độ phòng khoảng thời gian 45 phút đến Thêm vào hỗn hợp phản ứng 0,0033ml trietylamin hạ nhiệt độ phản ứng xuống -150C Sau thêm dần 0,4ml CH3MgBr 3M etylete nâng dần nhiệt độ đến nhiệt độ phịng, trì khoảng thời gian Kiểm tra SKBM nhận thấy phản ứng chưa xảy Nâng nhiệt độ phản ứng đến nhiệt độ 400C, 650C nhiệt độ trì khoảng thời gian Phản ứng không xảy Tổng hợp 3,20-bis-(1,2-etandinyl)-acetal-16α,17α-epoxy-pregn-5-en ( 11) Hòa tan 0,05 g hợp chất (6) 0,45ml CH2Cl2, thêm vào 0,45 ml etylenglicol 0,25 ml trietylorthorformat 0,0034 g PTSA Hỗn hợp phản ứng khuấy đảo nhiệt độ phòng khoảng thời gian Kiểm tra SKBM nhận thấy hết chất đầu có vết sản phẩm phụ mờ sản phẩm Dừng phản ứng Thêm vào 0,003 ml trietyamin chiết sản phẩm CHCl3 Rửa dịch chiết CHCl3 nhiều lần nước đến pH=7, làm khan dịch chiết Na2SO4 Loại dung môi áp suất giảm thu cặn rắn Cặn rắn rửa EtOAc lạnh thu 0,042 g sản phẩm (11) Hiệu suất, đặc trưng hóa-lí phổ tóm tắt Bảng 10 Nghiên cứu phản ứng 3,20-bis-(1,2-etandinyl)-acetal-16α,17α-epoxypregn-5-en ( 11) với CH3MgBr 0,2ml dung dịch CH3MgBr 3M etylete làm lạnh xuống 00C bầu khí trơ khoảng thời gian 15 phút Loại dung môi áp suất giảm Thêm vào CH3MgBr 0,15 ml THF 0,023 g hợp chất (11) bầu khí trơ nhiệt độ phòng Nhiệt độ phản ứng nâng dần lên khoảng nhiệt độ 65÷700C, sau trì khoảng thời gian 39 0,1 ml THF liên tục thêm vào 62 sau phản ứng Làm lạnh hỗn hợp phản ứng xuống 00C Thêm vào hỗn hợp phản ứng dung dịch NH4Cl bão hòa, lạnh đến pH=7 chiết CHCl3 Dịch CHCl3 chiết sản phẩm làm khan Na2SO4 Loại dung môi áp suất giảm Tiến hành chạy cột hệ dung môi hexan-aceton với tỉ lệ 10:0; 10: 0,2; 10: 0,5 Sản phẩm thu từ hệ dung mơi 10: 0,2 Điểm nóng chảy, Rf , phổ 1H-NMR sản phẩm tương tự hợp chất (11) chứng tỏ không nhận hợp chất (12) mong đợi 63 KẾT LUẬN Đã nghiên cứu thành công phương pháp cyanhidrin ứng dụng tổng hợp mạch bên pregnan từ AD (1), nhận hợp chất 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)pregn-5, 16(17)-dien-20-one (5) đạt hiệu suất trung bình 77 % /giai đoạn Đã nghiên cứu thành công phản ứng sử dụng phương pháp dùng hệ oxi hóa PhI(OAc)2 /KOH/MeOH tạo mạch bên corticoid từ 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-pregn-5, 16(17)-dien-20-one (5), nhận 16α,17α-epoxy-21-hydroxy – pregn-4-en- 3,20-dion (8) Đã nghiên cứu phản ứng ankyl hóa tạo mạch bên pregnan từ 17α-hydroxy-3,3 -(2,2-dimetyl propylen dioxy)-androst-5 -en-17β-carbonitril (3) phản ứng tổng hợp chọn lựa lập thể tổng hợp 16β-metyl-17α-hydroxy pregnan từ 3,20-bis-(1,2etandinyl)-acetal-16α,17α-epoxy-pregn-5-en ( 11) với CH3MgBr Nhưng phản ứng không xảy Đã tổng hợp hợp chất: 17α-hydroxy-17β-cyan-androst-4-en-3-on (2) hiệu suất 84%; 17α-hydroxy-3,3 (2,2-dimetyl propylen dioxy)- androst-5 -en-17βcarbonitril (3) hiệu suất 84%; 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-17-cyan-androst-5 ,16(17)-dien (4) hiệu suất 70%; 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-pregn-5, 16(17)dien-20-one (5) hiệu suất 70%; 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17α-epoxypregn-5-en-20-one (6) hiệu suất 91%; 3,3-(2,2-dimetyl propylen dioxy)-16α,17αepoxy-20,20-dimetyl acetal-21-hydroxy- pregn-5-en (7) hiệu suất 50%, 16α,17αepoxy-21-hydroxy–pregn-4-en- 3,20-dion (8) hiệu suất 85,5%; 3,20-bis-(1,2etandinyl)-acetal-16α,17α-epoxy-pregn-5-en (11) hiệu suất 80% Tiến trình phản ứng cấu trúc hợp chất xác định SKBM, phổ IR 1H-NMR 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Nguyễn Thị Diệp, (2003), “ Luận văn Thạc sĩ ’’ Lưu Đức Huy, (1992), “Luận án TS Matxcơva” Lưu Đức Huy, (2001), “Báo cáo tồn văn Hội nghị Khoa học Cơng nghệ Hố Hữucơ tồn quốc , lần thứ hai Hà Nội”, tr 249- 254 Lưu Đức Huy , (2002), Tạp chí Dược học, số 317, tr 23 Lưu Đức Huy, Nguyễn Thị Diệp, (2000), Tạp chí Hố học, 38(2), tr 40 Lưu Đức Huy, Nguyễn Thị Diệp, (2000), Tạp chí Hố học , 43(1), tr 77-80 Lưu Đức Huy, Nguyễn Thị Diệp, (2002), J.Advanced in Natural Sciences Lưu Đức Huy, Lê Thị Duyên, (2000), Tạp chí Hố học, 38(1), tr 43 Lưu Đức Huy, Nguyễn Thị Hương , (2001), Tạp chí Hố học, 39(4), tr 78 10 Từ Minh Kng , (2007), Tạp chí Dược Học, 337, tr.39 TIẾNG ANH 11 Batist J N M., Barendse Nicholas C M E., Marx A F , (1990), Steroids, 5.5, pp 109 12 Batist J N M., Slobbe A F M., Marx A F , (1989), Steroids, 54, pp 321 13 Bergstrom C G., Dodson R M , (1961), Chem and Ind., (38), pp 1530 14 Beumel O F., Harris F F , (1963), J Org Chem., 28(10), pp 2775 15 B-T Groebel, D Eebach, (1977), “Umpolung of reactivity of Cabonyl Compounds through Sulfur-Containing reagents”, Synthesis, pp 357-367 16 C Pérez , A.Falero , H Luu Duc , Y.Balcinde , (2006), J Ind Microbiol Biotachnol 148, pp.719-723 17 Danishefsky S., Nagasawa K: Wang N., (1975), J Org Chem 40 (13), p 1989-1990 18 D Seebach, (1974), Chemistry and Industry, pp.687-692 65 19 Daniewski A R., Wojciechowska W., (1982), “Synthesis of corticoid side chain”, J Org Chem.47(15), pp 2993-2995 20 Ereoli A., Ruggieri P (1953), J Amer Chem Soc, 75(3), pp 650 21 E S Rothman, T Perlstein, M E Wall, (1960), J Org Chem, 25(11), pp 19661968 22 Fried J., Edvards J A., (1972), Organic Reactiones in Steroid Chemistry N.Y., 23 Fujimoto K., Chen Ch.-S et al., (1982), J Amer Chem Soc, 104(17), pp 4718 24 Gumulka M., Kurek A., Wicha I Pol , (1982), J Chem, 56, pp 741-747 25 Hofmeister H., Annen K et al., (1978), Chem Ber, 111, pp 3086 26 Hofmeister H., Annen K., Laurent H Liebigs, (1987), Ann Chem, pp 423 27 Horiguchi Y., Nakamura E., Kuwajima I J Org Chem 51(22), p 4323 (1986) 28 Huffmann J W., Arapakos P G J Org Chem 30(5), p 1604 (1965) 29 Inhoffen H H., Koster H., (1939), Ber 72, pp 595 30 Inhoffen H H., Logemann W et al , (1983), Ber., 71, pp 1024 31 J E Baldwin, G A Hoefle, O W Jr Lever, (1974), J Am Chem Soc, 96(22), pp.7125-7127 32 J E Baldwin, O W Lever, Jr., and N R Tzodikov, (1976), J Org Chem, 41(13), pp 2312-2314 33 Julian P L., Meyer E W., Kappel W J et al , (1950), J Amer Chem Soc.,72, pp 5145 34 Kanojia R M., Allen G O et al J Med Chem 22, p 1538 ( 1979) 35 Kanojia R M., Yarmchuck L., Scheer I J Org Chem 39(15), p 2304 (1974) 66 36 Kamernitsky A V., Turuta A M, Fadeeva T M., Istomina Z I , (1985), Synthesis, 3, pp 326 37 Kapur J C., Marx A F., Verweij J., (1988), Steroids., 52, pp 181 38 Ryakhovskaya M I., E V.Popova, E M Dolginova and G S Grinenko, (1987), Pharmaceutical Chemistry Journal, 21(4), pp 225-300 39 M Numazawa, M Nagaoka, (1985), J Org Chem, 50(1), pp81-84 40 M Soriano-Garacia, E Ramirez, E Bratoeff, M Cabeza and G AguirreHernandez., (2001), Analytical Sciences, 17 (10), pp 1245-1246 41 Moriarty R M., Hu H., Gupta S C., (1981), Tetr Lett., 22, pp 1283 42 Moriarty R M., John L S., Du P C., (1981), J Chem Soc Chem Commun, pp.641 43 L Chinn, R Dodson , (1959), J Org Chem, 24(6), pp 879 44 Nan Xing Hu, Yoshio Aso et al , (1986), Tetr Lett., 27(50), pp 6099 45 Nicholas K M , ( 1987), Acc Chem Res., 20(6), pp 207 46 Nitta I., Fujimori S., Ueno H , (1985), Bull Chem Soc Jp., 58, pp 978 47 Nitta I., Fujimori S., et al , ( 1985)., Bull Chem Soc Jp., 58, pp 981 48 N V Karpova-Rodina, V A Andryushina, V V.Iaderez, A V Druzhinina, T S Stytsenko, B L Shaskol skiy, V I Lozinsky, Luu Duc Huy and N E.Voishvillo., (2011), “Transformation of Δ4-3-ketosteroids by free and immobilized Cells of Phodococcus Erythopolis Actinobacteria”, Applied Biochemistry and Microbiology, 47(4), pp 429-435 49 Ogata Y., Urasaki I , ( 1971), J Org Chem., 36(15), pp 2164 50 Oliveto E P., ( 1972) Organic Reaction in Steroid Chemistry 51 O W Lever, Jr, (1976), Tetrahedron, 32, pp.1943-1971 52 O Halpern, C Djerassi., (1959), J Am Chem Soc, 81(2), pp 439-441 53 Pat 57062298, (1982), JP 54 Pat 57197299 (1982), Jp CA., 98, 215894d (1983) 55 Pat 53127 455 (1978), Jp CA., 91, 74781f (1979) 56 Pat 253 415 AI (1987), EU CA., 108, 221967w (1988) 57 Pat 0294 911 AI (1988), EU CA., 111, 39674h (1989) 67 58 Pat 02 207 096 1990, Jp CA., 114, 43310r 1991 59 Pat 282 695 1990, D Germany CA., 115, 9129z 1991 60 Pat 582644 1986, USA CA., 105, 79230t 1986 61 Pat 0188 010 AI 1986, EU CA, 105, 209280x 1986 62 Pat 147 669 1979, D Germany CA., 96, 20370f 1982 63 Pat 82 622, 96 1982, Jp CA 97, 145148s 1982 64 Pat 500 461 1985, USA CA., 103, 22844a 1985 65 Pat 427486 AI 1986, F Germany CA 105, 97805p 1986 66 Pat 68400 AI 1988, EU CA., 109, 170717 1988 67 Pat 441 647 1975, F Germany CA., 83, 28456r 1975 68 Pat 023 122 1970, F Germany CA., 76, 72715d 1972 69 Pat 625306 BI 1977 F Germany CA 88, 105656 1978 70 Pat 63 369 AI 1982 EU CA 98, 198593k 1983 71 Pat 434 448 AI 1986, F Germany CA 105, 115286b 1986 72 Pat 2140 291 1973 F Germany CA 78, 124811v 1973 73 Pat 53 845 AI 1982, EU CA., 97, 182740z 1982 74 Pat 57 139, 099 1982, Jp CA., 98, 72567m 1983 75 Pat 71 178 1983, EU CA., 99, 38712 1983 76 Pat 2156255, (2000), RU 77 Pat 281394, (1990), DD 78 Pat 263569, (1988), EP 79 Pat 147669, (1981), DD 80 Pat 0189951, (1986), EP 81 Pat 0153001, (1985) EP 82 Pat 4600538, (1986), US 83 Pat 138054, (1986), PL 84 Pat 138150, (1986), PL 85 Pat 141469, (1987), PL 86 Pat 2521567, (1983), FR 68 87 Pat 4342702, (1982), US 88 Pat 4357279, (1982), US 89 Pat 5596108 US (1997) 90 Pat 960928, (1964), GB 91 Pat 898093, (1962), US 92 Popova E., V Andryushina V, (1984), Chemistry of Natural Compounds, 20(3), pp 302-304 93 Ruzicka L., Hofmann K Helv, (1937), Chim Acta 20, pp 1280 94 Salce L., Hazen G G., Schonewaldt E F., (1970), J Org Chem., 35(5), pp 1681 95 Stavely H E , (1939), J Amer Chem Soc., 61(1), pp 79 96 Tamura Y., Yakura T et al , (1985), Tetr Lett., 26(32), pp 3837 97 Van Rheenen V., Shephard K P., (1979) , J Org Chem., 44(9), pp 1582 98 V A Andryushina, N V Karpova-Rodina, Luu Duc Huy, (2011), Russian Journal of Applied Biochemistry and Microbiology, 47(3), pp 270-273 99 Westmijze H., Kleijn H., Vermeer P et al., (1980), Tetr Lett., 21(27), pp 2665 69 70 ... tơi trình bày phần tổng quan, phương pháp cyanhydrin phương pháp acetylen tỏ có triển vọng ứng dụng Từ phytosterol phạm vi luận văn này, hạn chế nghiên cứu phương pháp sau: Phương pháp cyanhydrin... KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HỐ HỌC Lƣu Thị Kim Nhung GĨP PHẦN NGHIÊN CỨU MỘT VÀI PHƢƠNG PHÁP ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP PREGNAN TỪ PHYTOSTEROL THƠNG QUA ANDROSTENDION Chun ngành: Hóa Hữu Mã số: 60 44 27... 2.1 Tổng hợp mạch bên pregnan áp dụng phương pháp cyanhydrin Như phần tổng quan trình bày phương pháp cyanhydrin có ý nghĩa thực tiễn với tổng hợp mạch bên pregnan, gồm giai đoạn là: Tương tác hợp