nguyên cứu bán tổng hợp diosmin từ hesperidin

55 Luận Văn Hóa Học - 2014 MỤC LỤC DANH MỤC SƠ ĐỒ Trang | 1 55 Luận Văn Hóa Học - 2014 DANH SÁCH BẢNG DANH SÁCH HÌNH DANH SÁCH PHỤ LỤC Trang | 2 Luận Văn Hóa Học - 2014 Mở Đầu Từ xưa, con người đã biết tìm hiểu và sử dụng các dược thảo như một bài thuốc của tự nhiên để chữa bệnh rất hiệu quả. Cho đến nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật tiên tiến, các nhà khoa học đã xác định được phần lớn cấu trúc hóa học của các hợp chất có hoạt tính sinh dược học trong cây cỏ, giải thích được cơ chế chữa bệnh của các hợp chất này trong cơ thể người. Từ đó, các nhà khoa học có thểlàm giàu và tăng tác dụng sinh dược của chúng. Không chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu các hợp chất có cấu trúc từ cây cỏ, con người còn nghiên cứu bán tổng hợp ra các hợp chất khác từ những hợp chất ban đầu có trong thiên nhiên, thông qua đó có thể tạo ra hợp chất mới này có hoạt tính sinh dược học mạnh hơn, góp phần vào lĩnh vực chăm sóc sức khỏe con người ngày một nâng cao. Trên cơ sở hesperidin, một loại flavonoid có trong nhiều cây thuộc họ citrus, đặc biệt chiếm hàm lượng đến 2–3% trong vỏ quýt, một loại cây có sẵn và trồng nhiều tại các nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới trong đó có Việt Nam, chúng tôi sẽ bán tổng hợp diosmin từ hesperidin. Diosmin đã được sửdụng trong hơn 30 năm như là một tác nhân bảo vệthành mạch, và gần đây đã bắt đầu được nghiên cứu cho các mục đích trị liệu khác bao gồm cả ung thư, hội chứng tiền kinh nguyệt, viêm đại tràng và bệnh tiểu đường. 26 Tuy nhiên, giá thành các biệt dược chứa diosmin còn khá cao, và còn phải phụ thuộc nhiều từ nước ngoài. Bước đầu chúng tôi sẽ tiến hành tìm hiểu quy trình, sau đó sẽ tiến hành tổng hợp diosmin từ nguồn nguyên liệu ban đầu là hesperidin bằng các cách khác nhau, và đánh giá lại các ưu nhược điểm cũng như hiệu suất của từng quy trình. Từ đó làm cơ sở để có thể đưa quy trình tổng hợp diosmin ra sản xuất với quy mô công nghiệp. Chính vì những lý do trên chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu bán tổng hợp diosmin từ hesperidin”, với mong muốn có thể ứng dụng đề tài này làm thuốc để cung cấp nguyên liệu làm thuốc phục vụ cho sản xuất đảm bảo chất lượng mà chi phí lại thấp. Trang | 3 Luận Văn Hóa Học - 2014 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Trang | 4 Luận Văn Hóa Học - 2014 1.1 Flavonoid 1.1.1 Phân bố Flavonoid là một nhóm hợp chất lớn thường gặp trong thực vật. Hơn một nửa rau quả thường dùng có chứa flavonoid. Cho đến nay đã có khoảng 4000 chất đã được xác định cấu trúc. Chỉ riêng 2 nhóm flavone và flavonol với nhóm thế là -OH hoặc -OCH 3 thì theo lý thuyết có thể gặp 38627 chất. Phần lớn các chất flavonoid có màu vàng. Tuy nhiên, một số có màu xanh, tím, đỏ, một số khác không có màu. Trong thực vật cũng có một số nhóm hợp chất khác không thuộc flavonoid nhưng lại có màu vàng như carotenoid, anthranoid, xanthon. 1.1.2Cấu trúc phân tử Flavonoid là những chất màu thực vật, có cấu trúc cơ bản là 1,3-diphenyl propane nghĩa là 2 vòng benzene A và B nối với nhau qua một dây có 3 carbon, hay nói cách khác là cấu tạo khung kiểu C6 – C3 –C6. Cấu trúc là một vòng kín hoặc hở. Cách đánh số tuỳ theo dây C3 đóng hay hở, nếu dây C3 đóng thì đánh số bắt đầu từdị vòng với dịnguyên tốoxygen mang số1 rồi đánh tiếp đến vòng A, còn vòng B đánh số phụ. Nếu dây C3 hở thì đánh sốchính trên vòng B và đánh sốphụ trên vòng A. 5,1,2 Mạch hở Mạch kín Trang | 5 Luận Văn Hóa Học - 2014 Hình 1.1Cấu trúc Flavonoid Thường các flavonoid có mang một hoặc nhiều nhóm –OH ở vị trí 5 và 7 trên nhân A và ở vị trí 3, 4, 5 trên nhân B. Các flavonoid có thể hiện diện ở dạng tự do hoặc dạng glycoside. Trong đa số trường hợp thì mạch 3 carbon đóng với vòng A và tạo nên dị vòng C có chứa Oxy. Dị vòng C có thể là dihydroxy pyran, γ-pyron, dihydro γ-pyron. Dihyropyran γ-pyron Dyhidro-γ-pyran Hình 1.2 Cấu trúc dị vòng C trong flavonoid Tại các vòng có đính một hoặc nhiều nhóm hydroxy tựdo hoặc đã thay thế một phần. Vì vậy về bản chất chúng là các polyphenol có tính acid. 1,5 Các polyphenol có thể phản ứng lẫn nhau qua các nhóm hydroxyl để tạo thành các phân tử phức tạp hơn hoặc có thể liên kết với các hợp chất khác trong cây như các oza (dạng glycoside), hoặc protein. 6 1.1.3 Phân loại Sự phân loại các flavonoid dựa vào vị trí gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxy hóa của mạch 3 carbon. Gồm có: flavone, flavanone, flavonol, dihydroflavonone, chalcone. dihydrochalcone, aurone, anthocyanidin (2-phenylbenzo pyrilium), leucoanthoxyanidin, isoflavone, rotenoid, neoflavonoid, biflavonoid. Trang | 6 Luận Văn Hóa Học - 2014 • Họ Euflavonoid  Flavone Có cấu trúc chung có 2 vòng benzene A, B. Vòng B gắn vào vòng C (pyran) qua dây nối ở C 2 . Hình 1.3. Cấu trúc họ Flavon Đã phát hiện ra khoảng 300 hợp chất flavone có nhóm thế -OH, -OCH 3 , 460 chất flavone ở dạng glycoside, 45 dẫn chất flavone dạng sulfate.  Flavonol (hoặc flavone 3-ol) Khác với flavone ở chổ có thêm nhóm –OH ở C 3 . Trang | 7 Luận Văn Hóa Học - 2014 Hình 1.4 Cấu trúc họ Flavonol Flavonol rất phổ biến trong thực vật. Cho đến năm 1992 đã có 380 chất flavonol có nhóm thế hydroxyl và/hoặc methoxyl đã được biết. Hiện nay đã phát hiện gần 900 flavonol glycoside.  Flavanone Khác với flavone ở chổ flavanone thiếu nối đôi ở C 2 và C 3 . Trang | 8 Luận Văn Hóa Học - 2014 Hình 1.5. Cấu trúc họ Flavone Trong tự nhiên chúng thường xuất hiện bên cạnh flavone tương ứng. Flavanone có nhiều trong các họ Rosaceae, Fabaceae, Asteraceae.  Flavan 3-ol Khác flavanone ở chổ flavan 3-ol có nhóm –OH ở vị trí C 3 và mất nhóm C=O ở vị trí C 4 .  Flavan 3, 4-diol Khác flavan 3-ol ở chổ có thêm nhóm –OH ở vị trí C 4 . Hình 1.6. Cấu trúc họ Flavan Phần lớn các flavan 3,4-diol tồn tại trong tự nhiên ở dạng dimer, được gọi là protoanthocyanidin. Chưa phát hiện các flavan 3,4-diol ở dạng gycoside. • Họ Isoflavonoid  Isoflavone Trang | 9 Luận Văn Hóa Học - 2014 Là nhóm isoflavonoid phổ biến nhất với 364 chất đã biết. Nhóm này có nhiều giá trị về tác dụng chữa bệnh, đặc biệt là tác dụng estrogen, diệt sâu bọ và diệt nấm.  Rotenoid Nhóm chất này có cấu trúc cơ bản gồm 4 vòng, là dẫn xuất của isoflavanone. Đánh số khung carbon ở nhóm này không theo qui tắt chung. Hình 1.7. Cấu trúc họ Iso Flavonoid • Họ Neoflavanoid Trang | 10 [...]... hydrogen của hesperidin với postassium iodide trong DMSO với sự có mặt H2SO4 đặc để tạo ra sản phẩm diosmin với hiệu suất 73% Trang | 26 Luận Văn Hóa Học - 2014 1.2.5.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam Năm 2011, Nguyễn ThịMỹ Duyên4 đã nghiên cứu quy trình bán tổng hợp diosmin từ hesperidin dựa theo nghiên cứu của Lorette 25 và sử dụng tác nhân phản ứng oxone ®/sodium bromide Quy trình bán tổng hợp của Lorette... Với nguồn nguyên liệu ban đầu là hesperidin từ vỏ quýt và đã được các thành viên trong phòng thực hiện trước đó CH3COONa ACETATE HEPERIDIN Anhydride acetic SeO2 Isoamyl alcohol acetic I2/Pyridine DIOSMIN HESPERIDIN I2/ Imidazole Sơ đồ 1.Quy trình tổng hợp Diosmin 2.4.1 Tổng hợp Diosmin qua trung gian octaacetate hesperidin và tác nhân selen dioxide Thuyết minh quy trình • Bước 1: Acetate hóa hesperidin. .. Lọc lấy diosmin thô Trang | 34 Luận Văn Hóa Học - 2014 Octaacetate Hesperidin Isoamyl alcohol SeO2 Khuấy Sắc ký bản mỏng Đun T 90oC Lọc Dd NaOH 5% Tạo tủa T 100oC Lọc Ethylacetate HCl đđ Rắn Chiết Chỉnh pH pH = 3 Lắng, lọc Xử lý DMF Trang | 35 Luận Văn Hóa Học - 2014 Diosmin Sơ đồ 3.Quy trình tổng hợp Diosmin bằng tác nhân Selen oxide 2.4.2 Tổng hợp Diosmin bằng tác nhân iodine 2.4.2.1 Tổng hợp Diosmin. .. khi phản ứng halogen hóa thành công Hiện nay, các phương pháp bán tổng hợp diosmin từ heperidin có nhiều nhưng có thể đem vào sản xuất trên quy mô công nghiệp không nhiều khó khăn trong việc xử lý dung môi và halogen dư sau khi kết thúc quá trình Trang | 19 Luận Văn Hóa Học - 2014 Nhìn chung một quy trình tổng quát, để tổng hợp diosmin từ hesperidin bao gồm 3 bước:20 • Giai đoạn bảo vệ nhóm chức gồm... mong muốn có thể ứng dụng đề tài này làm thuốc để cung cấp nguyên liệu làm thuốc phục vụ cho sản xuất đảm bảo chất lượng mà chi phí lại thấp, vì vậy tiếp theo chúng tôi sẽ tiến hành thực hiện các phương pháp tổng hợp diosmin từ nguồn nguyên liệu là hesperidin, sau đó đánh giá lại hiệu suất của từng phương pháp, và lựa chọn phương pháp tổng hợp phù hợp để đưa ra sản xuất với quy mô công nghiệp Trang | 27... dư sau quá trình tổng hợp sẽ được xử lý với dung dịch natri thiosunfat sau đó chiết lấy diosmin thô và tiến hành tinh chế Trang | 20 Luận Văn Hóa Học - 2014 Trang | 21 Luận Văn Hóa Học - 2014 Hình 1.12 Sơ đồ chuỗi phản ứng trong bán tổng hợp diosmin từ hesperidin Trong đó R là rhamnoglucose, R’ là nhóm chức bảo vệ nhóm –OH, R” là gốc đường được bảo vệ, X là Br, I • Qua trung gian hesperidin octaacetate... 2.3.6 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR được đo trên máy Bruker AM0 FT-NMR Spectrometer (ghi ở 500 MHz cho phổ proton và ở125MHz cho phổ13C), Viện Hoá học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Trang | 30 Luận Văn Hóa Học - 2014 2.4 Tổng hợp diosmin Căn cứ các điều kiện cho phép chúng tôi sẽ tiến hành phần thực nghiệm, tổng hợp diosmin từ hesperidin thông... Trang | 24 Luận Văn Hóa Học - 2014 Hình 1.14 Sơ đồ chuỗi phản ứng tổng hợp diosmin bằng tác nhân Selen oxide Qúa trình tổng hợp diosmin bằng tác nhân selen dioxide bao gồm hai giai đoạn, giai đoạn đầu là tạo octaacetate hesperidin bằng cách nung nóng hesperidin trong dung môi anhydride acetic và muối acetate natri để tạo octaacetate hesperidin Sau đó là giai đoạn tách, loại hydro và oxi hóa bằng SeO... động vật đã được nghiên cứu và được cho là thuốc phòng ngừa và ức chếsự tăng sinh tế bào ung thư Nhiều nghiên cứu âm sàng trong lĩnh vực này đã được tiến hành là để xác định liều lượng có hiệu quả của diosmin đối với các dòng ung thư ở người Các nghiên cứu về ảnh hưởng của chế độ ăn uống có chứa riêng rẽ hoặc kết hợp hai chất flavonoid diosmin và hesperidin (90% diosmin + 10% hesperidin) trong suốt... Octaacetate Hesperidin Trang | 33 Luận Văn Hóa Học - 2014 Sơ đồ 2.Quy trình tổng hợp Octaacetate Hesperidin • Bước 2: Chuyển hóa octaacetate hesperidin bằng tác nhân SeO 2 và isoamyl alcohol Hỗn hợp thưc hiện phản ứng bao gồm 8 g octaacetate hesperidin (8.45×10-4 mol) và 9.3 g SeO2 (83.77×10-4 mol) được cho vào trong bình cầu hai cổ có chứa sẵn 100 mL dung môi isoamyl alcohol Đun liên tục hỗn hợp trên bếp từ . việc nghiên cứu các hợp chất có cấu trúc từ cây cỏ, con người còn nghiên cứu bán tổng hợp ra các hợp chất khác từ những hợp chất ban đầu có trong thiên nhiên, thông qua đó có thể tạo ra hợp chất. Việt Nam, chúng tôi sẽ bán tổng hợp diosmin từ hesperidin. Diosmin đã được sửdụng trong hơn 30 năm như là một tác nhân bảo vệthành mạch, và gần đây đã bắt đầu được nghiên cứu cho các mục đích trị. chứa diosmin còn khá cao, và còn phải phụ thuộc nhiều từ nước ngoài. Bước đầu chúng tôi sẽ tiến hành tìm hiểu quy trình, sau đó sẽ tiến hành tổng hợp diosmin từ nguồn nguyên liệu ban đầu là hesperidin