nghiên cứu tổng hợp hai dẫn xuất imine curcumin và khảo sát hoạt tính chống oxi hóa, kháng nấm, kháng khuẩn, kháng ung thư của chúng

am SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH ĐOÀN TP. HỒ CHÍ MINH TP. HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM SÁNG TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẺ *** BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (ðã được chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu ngày 27/01/2010)  *  ð ð Ề Ề T T À À I I K K H H O O A A H H Ọ Ọ C C : : NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP HAI DẪN XUẤT IMINE CURCUMIN VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG OXI HĨA, KHÁNG NẤM, KHÁNG KHUẨN, KHÁNG UNG THƯ CỦA CHÚNG Chủ nhiệm đề tài: ThS. LÊ XUÂN TIẾN Cơ quan chủ trì: TRUNG TÂM PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ TRẺ TP. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2009 DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN ðỀ TÀI STT HỌ VÀ TÊN CƠ QUAN GHI CHÚ 01 ThS. Lê Xuân Tiến BM KT Hữu cơ-Khoa KT Hoá học Chủ nhiệm ñề tài 02 PGS. TS. Trần Thị Việt Hoa 03 ThS. Phan Thị Hoàng Anh 04 KS. ðặng Thị Mỹ Lệ 05 KS. ðỗ Thị XuânVui XÁC NHẬN CHỈNH SỬA BÁO CÁO NGHIỆM THU (Theo góp ý của Hội ñồng nghiệm thu ngày 27/01/2010) Tên ñề tài: Nghiên cứu tổng hợp 2 dẫn xuất imine curcumin và khảo sát hoạt tính kháng oxi hoá, kháng nấm, kháng khuẩn, kháng ung thư của chúng Chủ nhiệm ñề tài: ThS. Lê Xuân Tiến Cơ quan chủ trì ñề tài: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ TT Góp ý của Hội ñồng Chỉnh sửa của chủ nhiệm ñề tài Trang 1 Bổ sung tổng quan về phương pháp tổng hợp các dẫn xuất imine. ðã bổ sung 10 2 Hình 1.4. ðã sửa 12 3 In nghiêng các chữ latinh. ðã sửa 15 4 Hiệu chỉnh bảng 3.6, thiếu Cg. ðã hiệu chỉnh, bổ sung 33 5 Cách ghi hỗn hợp dung môi cho sắc ký cột. ðã hiệu chỉnh CƠ QUAN CHỦ TRÌ Giám ñốc CHỦ NHIỆM ðỀ TÀI (Ký tên) ThS. Lê Xuân Tiến PHẢN BIỆN 1 (Ký tên) PHẢN BIỆN 2 (Ký tên) CHỦ TỊCH HỘI ðỒNG (Ký tên) PGS. TS. Phạm ðình Hùng TS. Trần Thanh Lương GS. TSKH. Nguyễn Công Hào TÓM TẮT Trang 1 TÓM TẮT Curcumin – thành phần màu vàng chính trong củ nghệ Curcuma longa L. – có nhiều hoạt tính sinh học như hoạt tính kháng oxi hoá, kháng viêm, kháng ung thư… Nhiều nghiên cứu gần ñây ñã cải thiện hoạt tính sinh học của curcumin bằng cách biến ñổi cấu trúc của nó. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tổng hợp 2 dẫn xuất của curcmin - isoxazolcurmin và 2-hydrazinobenzothiazolcurcumin (dẫn xuất mới), xác ñịnh cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của hai dẫn xuất này. ABSTRACT Curcumin, the main yellow constituent of Curcuma longa L. rhizome, possesses a wide range of pharmacological activities, including antioxidant, anti-inflammatory and anticancer properties. Recently, numerous studies hoped to achieve improved biological activities of curcumin by structural modifications. In this study, we synthesized two curcumin derivatives, including isoxazolcurcumin and 2-hydrazinobenzothiazolcurcumin (a novel curcumin derivative), determined their structures and investigated some biological activities. MỤC LỤC Trang 1 MỤC LỤC TÓM TẮT 1 MỤC LỤC 1 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 3 DANH SÁCH CÁC HÌNH 4 DANH SÁCH CÁC BẢNG 5 PHẦN MỞ ðẦU 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 8 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực ñề tài 8 1.1.1. Ngoài nước 8 1.1.2. Trong nước 14 1.2. Tính cấp thiết của ñề tài 15 1.3. Ý nghĩa và tính mới về khoa học và thực tiễn 16 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 17 2.1. Nội dung nghiên cứu 17 2.2. Cô lập curcumin 17 2.3. Tổng hợp các dẫn xuất imine curcumin 17 2.3.1. Tổng hợp isoxazolcurcumin (IOZ) 17 2.3.2. Tổng hợp dẫn xuất của 2-hydrazinobenzothiazole và curcumin (HBTC) 19 2.4. Khảo sát hoạt tính sinh học 21 2.4.1. ðánh giá hoạt tính kháng oxy hoá in vitro – phương pháp DPPH 21 2.4.2. ðánh giá hoạt tính kháng oxy hoá tiền in vivo – phương pháp MDA 23 2.4.3. ðánh giá hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn – phương pháp MIC 23 2.4.4. ðánh giá hoạt tính kháng ung thư 24 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 26 3.1. Phân lập curcumin 26 MỤC LỤC Trang 2 3.2. Tổng hợp các dẫn xuất imine curcumin 27 3.2.1. Tổng hợp isoxazolcurcumin (IOZ) 27 3.2.1.1. Tính chất vật lý ñặc trưng của isoxazolcurcumin 27 3.2.1.2. Biện luận cấu trúc của isoxazolcurcumin (phụ lục 1) 28 3.2.2. Tổng hợp HBTC 31 3.2.2.1. Tính chất vật lý ñặc trưng của HBTC 31 3.2.2.2. Biện luận cấu trúc của HBTC (phụ lục 2) 32 3.3. Kết quả khảo sát hoạt tính sinh học (phụ lục 3) 35 3.3.1. Hoạt tính kháng oxi hoá 35 3.3.1.1. ðánh giá hoạt tính kháng oxy hoá in vitro – phương pháp DPPH 35 3.3.1.2. ðánh giá hoạt tính kháng oxy hoá tiền in vitro – phương pháp MDA 37 3.3.2. Hoạt tính gây ñộc tế bào 39 3.3.3. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm 40 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT Trang 3 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT Cur : Curcumin HBTC : 2-Hydrazinobenzothiazolecurcumin IOZ : Isoxazolcurcumin OD : Mật ñộ quang HTCO : Hoạt tính kháng oxi hoá IC 50 : Nồng ñộ hoạt chất ñể ức chế 50% vi khuẩn, vi nấm, tế bào ung thư hoặc gốc tự do (half maximal (50%) inhibitory concentration) IC 70 : Nồng ñộ hoạt chất ñể ức chế 70% vi khuẩn, vi nấm, tế bào ung thư hoặc gốc tự do MIC : Nồng ñộ thấp nhất của chất thử nghiệm có khả năng ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn, vi nấm (minimum inhibitory concentration) HPLC : Sắc ký lỏng cao áp (High-performance liquid chromatography) IR : Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) MS : Khối phổ (Mass spectroscopy) NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance spectroscopy) TLC : Sắc ký bản mỏng (Thin layer chromatography) DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang 4 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Các thành phần của curcuminoid trích từ củ nghệ vàng 8 Hình 1.2: Cơ chế bắt gốc tự do của curcuminsemicarbazone 11 Hình 1.3: Phản ứng tổng hợp hydrazinocurcumin 11 Hình 1.4: Phản ứng tổng hợp hydrazinobenzoylcurcumin 12 Hình 1.5: Phản ứng tổng hợp một số dẫn xuất imine của curcumin 13 Hình 2.1: Quy trình tổng hợp isoxazolcurcumin 18 Hình 2.2: Quy trình tổng hợp HBTC 20 Hình 2.3: Phản ứng quét gốc tự do DPPH của chất kháng oxy hoá 22 Hình 3.1: TLC phân ñoạn curcumin 26 Hình 3.2: Isoxazolcurcumin (A) và TLC của Isoxazolcurcumin (B) 28 Hình 3.3: Isoxazolcurcumin, C 21 H 19 O 5 N (M=365) 29 Hình 3.4: HBTC (A) và TLC của HBTC (B) 31 Hình 3.5: HBTC, C 28 H 23 SN 3 O 4 (M=497) 33 Hình 3.6: Hoạt tính kháng oxy hoá của IOZ, HBTC, curcumin xác ñịnh theo phương pháp DPPH 36 Hình 3.7: Hoạt tính kháng oxy hoá của IOZ, HBTC, curcumin xác ñịnh theo phương pháp MDA 38 DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang 5 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khả năng ức chế sự phát triển tế bào ung thư 14 Bảng 3.1: Kết quả các quá trình phân lập curcumin 26 Bảng 3.2: Tính chất vật lý ñặc trưng của curcumin 27 Bảng 3.3: Tính chất vật lý ñặc trưng của isoxazolcurcumin 28 Bảng 3.4: Dữ liệu phổ NMR của isoxazolcurcumin 30 Bảng 3.5: Tính chất vật lý ñặc trưng của HBTC 32 Bảng 3.6: Dữ liệu phổ NMR của HBTC 33 Bảng 3.7: Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hoá theo phương pháp DPPH 35 Bảng 3.8: Hoạt tính kháng oxy hoá của vitamin C theo phương pháp DPPH 36 Bảng 3.9: Giá trị IC 50 trong thử nghiệm hoạt tính kháng oxy hoá DPPH 37 Bảng 3.10: Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hoá theo phương pháp MDA 37 Bảng 3.11: Hoạt tính kháng oxy hoá của trolox theo phương pháp MDA 38 Bảng 3.12: Giá trị IC 50 trong thử nghiệm hoạt tính kháng oxy hoá MDA 39 Bảng 3.13: Kết quả xác ñịnh giá trị IC 50 trong khảo sát hoạt tính kháng ung thư của IOZ, HBTC,curcumin với 3 dòng tế bào Hep-G2, Lu và RD 39 Bảng 3.13: Nồng ñộ ức chế tối thiểu MIC (µg/ml môi trường) của IOZ, HBTC và curcmin ñối với một số chủng vi khuẩn, vi nấm 40 PHẦN MỞ ðẦU Trang 6 PHẦN MỞ ðẦU Tên ñề tài/dự án: Nghiên cứu tổng hợp 2 dẫn xuất imine curcumin và khảo sát hoạt tính kháng oxi hoá, kháng nấm, kháng khuẩn, kháng ung thư của chúng Chủ nhiệm ñề tài/dự án:ThS. Lê Xuân Tiến Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ Thời gian thực hiện: 11/2008-11/2009 Kinh phí ñược duyệt: 80.000.000 VNð Kinh phí ñã cấp: 80.000.000 VNð Mục tiêu: − Nghiên cứu phương pháp và ñiều kiện tổng hợp hai dẫn xuất imine curcumin. − Khảo sát hoạt tính chống oxi hoá, kháng nấm, kháng khuẩn, kháng ung thư của các dẫn xuất imine curcumin tổng hợp ñược và so sánh với hoạt tính sinh học của curcumin Nội dung: − Cô lập curcumin từ hỗn hợp curcuminoid trích ly từ củ nghệ vàng. − Nghiên cứu tổng hợp hai dẫn xuất imine curcumin. [...]... Cô l p curcumin t h n h p curcuminoid trích ly t c ngh vàng - Nghiên c u t ng h p hai d n xu t imine curcumin - Tinh ch và xác ñ nh c u trúc c a các d n xu t imine curcumin - Kh o sát ho t tính sinh h c c a imine curcumin và các d n xu t curcumin như kh năng quét g c DPPH, kháng quá trình peroxyde hóa lipid, kháng n m, kháng khu n, kháng ung thư 2.2 Cô l p curcumin H n h p curcuminoid 3 thành ph n (Vi... Thành ph n ho t tính chính trong c ngh vàng là curcumin (hay curcuminoid) (hình 1) và tinh d u ngh Cho ñ n nay, nhi u nghiên c u ñã ch ng minh curcumin có ho t tính sinh h c cao và ña d ng như kháng viêm, kháng oxy hóa, kháng ñông máu, kháng khu n, kháng virus… và ñ c bi t kháng ñ t bi n, kháng ung thư hi u qu [1, 2] OH HO R2 R1 O O Curcumin (cur): R1 = R2 = OMe, M=368 Demethoxycurcumin (DMC): R1... N M ð U − Tinh ch và xác ñ nh c u trúc c a các d n xu t imine curcumin − Kh o sát ho t tính sinh h c c a imine curcumin và curcumin như kh năng quét g c DPPH, kháng quá trình peroxyde hóa lipid, kháng n m, kháng khu n, kháng ung thư S n ph m c a ñ tài/d án: − Báo cáo khoa h c v k t qu nghiên c u t ng h p imine curcumin và ho t tính sinh h c c a chúng − Kho ng 250 mg m u isoxazole curcumin − Kho ng... t tính kháng oxi hóa c a các d n xu t imine curcuminoid Cung c p thêm nh ng thông tin m i v kh năng kháng khu n, kháng n m, kháng ung thư c a các d n xu t imine curcuminoid K t qu nghiên c u ñ t ñư c s ñ nh hư ng cho các nghiên c u ti p theo v các d n xu t curcumin và ng d ng c a chúng trong y dư c Trang 16 PHƯƠNG PHÁP TH C NGHI M Chương 2: PHƯƠNG PHÁP TH C NGHI M 2.1 N i dung nghiên c u - Cô l p curcumin. .. [25,26,27] 1.2 Tính c p thi t c a ñ tài Các d n xu t imine curcumin như semicarbazone curcumin, các d n xu t pyrazone curcumin (như hydrazinocurcumin, hydrazynobenzoylcurcumin…) các d n xu t isoxazole có kh năng kháng oxi hóa, kháng viêm, kháng ký sinh trùng gây b nh s t rét, ñ t bi t là kh năng kháng m nh nhi u ch ng t bào ung thư N u ñư c ñ u tư nghiên c u sâu hơn, các d n xu t imine curcuminoid có... isoxazole c a hydroxylamin và curcumin; nghiên c u ho t tính kháng khu n, kháng n m, c ch g c t do DPPH c a chúng K t qu cho th y curcumin và hai d n xu t t ng h p trên ñ u có kh năng kháng oxi hóa và có kh năng kháng 4 ch ng vi khu n E.Coli, P.aeruginosa, B.subtillis, S.aureus Tuy nhiên trong nghiên c u này, các s n ph m t ng h p ñư c ch ñư c tinh ch b ng k t tinh l i và có các tính ch t v t lý như nhi... v các d n xu t c a curcuminoid ð t bi t là d n xu t imine c a curcuminoid, ñ n nay v n r t ít nghiên c u v lĩnh v c này ñư c công b t i Vi t Nam Do ñó vi c nghiên c u thêm v các d n xu t này s góp ph n t o ti n ñ cho các nghiên c u ti p theo v d n xu t imine curcuminoid nói riêng và các ho t ch t có kh năng ch ng ung thư nói chung 1.3 Ý nghĩa và tính m i v khoa h c và th c ti n Nghiên c u m t cách... thu c phòng và ch a b nh ung thư Trang 15 ng d ng làm thu c ch a T NG QUAN Ho t tính c a các d n xu t imine curcuminoid ñang thu hút s quan tâm c a các nhà hóa h c, dư c h c… trên th gi i Tuy nhiên theo hi u bi t c a chúng tôi, các nghiên c u trong nư c v curcuminoid ch m i d ng l i vi c nghiên c u các ho t tính sinh h c và ng d ng c a curcuminoid trong y dư c và th c ph m, chưa có nhi u nghiên c u... c ch các lo i t bào ung thư khác như NIH3T3 (fibroblast), Chang Nhóm nghiên c u c a Daniele Simoni và các c ng s [25] ñã t ng h p m t s d n xu t imine c a curcumin (hình 1.5) và nghiên c u kh năng c ch s phát tri n các t bào ung thư ña kháng thu c c a chúng m c ñ in vitro Trang 12 T NG QUAN Hình 1.5: Ph n ng t ng h p m t s d n xu t imine c a curcumin K t qu cho th y d n xu t (8) và d n xu t (7) có... 27 K T QU VÀ BÀN LU N Cur (A) IOZ ( Hình 3.2: Isoxazolcurcumin (A) và TLC c a Isoxazolcurcumin (B) (Aluminium oxide 60G, F254, trung tính; dung môi gi i ly CH2Cl2/CH3OH 97/3) B ng 3.3: Tính ch t v t lý ñ c trưng c a isoxazolcurcumin Tính ch t Isoxazolcurcumin Màu s c Vàng r t nh t Nhi t ñ nóng ch y (oC) 161.5-163.5 Rf TLC (Aluminium oxide, trung tính; CH2Cl2:CH3OH:97:3 v/v) 0.37 TLC hi n màu dư i ñèn . − Nghiên cứu phương pháp và ñiều kiện tổng hợp hai dẫn xuất imine curcumin. − Khảo sát hoạt tính chống oxi hoá, kháng nấm, kháng khuẩn, kháng ung thư của các dẫn xuất imine curcumin tổng hợp. góp ý của Hội ñồng nghiệm thu ngày 27/01/2010) Tên ñề tài: Nghiên cứu tổng hợp 2 dẫn xuất imine curcumin và khảo sát hoạt tính kháng oxi hoá, kháng nấm, kháng khuẩn, kháng ung thư của chúng. hoạt tính kháng oxi hóa của các dẫn xuất imine curcuminoid. Cung cấp thêm những thông tin mới về khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng ung thư của các dẫn xuất imine curcuminoid. Kết quả nghiên