NGHIÊN cứu TỔNG hợp dẫn XUẤT ESTER của 10 DIHYDROARTEMISININ từ ARTEMISININ

Do vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất ester mới của 10-dihydroartemisinin có thể hòa tan trong môi trường nước thuận tiện hơn cho việc sử dụng và ngăn chặn hiện

MỤC LỤC

 Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Mở đầu 1

1.2 Điểm mới của đề tài 2

1.3 Mục tiêu của đề tài 2

1.4 Nội dung nghiên cứu 2

1.5 Dự kiến kết quả thực hiện 3

1.6 Thời gian thực hiện 3

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Ngoài nước 4

2.2 Trong nước 7

Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8

3.1 Phương tiện nghiên cứu 8

3.2 Phương pháp nghiên cứu 9

3.3 Phương pháp xử lý số liệu 10

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

Chương 1: GIỚI THIỆU

 1 Mở đầu

Từ những năm 90 của thập kỷ XX trở lại đây, hoạt chất artemisinin lấy từ cây

thanh hao hoa vàng (Artemisia annua) được nhắc tới như một thuốc sốt rét mới, rất có

công hiệu trong việc dập tắt dịch sốt rét ở nước ta và một số nước ở vùng châu Á, châu Phi Artemisinin có công hiệu tốt trong các trường hợp ký sinh trùng đã kháng lại các thuốc tổng hợp như cloroquin, mefloquin Thuốc có công hiệu như vậy nhưng do độ hòa tan trong dầu, trong nước của nó thấp cũng như khả năng tái phát còn cao nên việc

sử dụng phần nào bị hạn chế

Một số dẫn xuất của artemisinin như: dihydroartemisinin, artesunate, artemether, artemotil, artelinic acid cũng có hiệu quả cao trong công cuộc đấu tranh chống lại căn bệnh truyền nhiễm này Các dẫn xuất này có độ hòa tan tốt hơn artemisinin nhưng lại gây ra một số tác dụng không mong muốn như: buồn nôn, đau bụng, tiêu chảy, nhức đầu, chóng mặt, hoa mắt,…

Để khắc phục khả năng hòa tan của artemisinin, các nhà khoa học trên thế giới

đã bán tổng hợp ra hàng trăm dẫn xuất ester và ether khác nhau của artemisinin Tuy nhiên, cho tới nay nước ta vẫn chưa có ai tổng hợp dẫn xuất ester của 10-dihydroartemisinin từ artemisinin Do vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất ester mới của 10-dihydroartemisinin có thể hòa tan trong môi trường nước thuận tiện hơn cho việc sử dụng và ngăn chặn hiện tượng kháng thuốc của ký sinh trùng sốt rét Đây là cơ sở khoa học để chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất ester của 10-dihydroartemisinin từ artemisinin”.

O O H

H H

O O

O

O

Artesunate

O O

O H

H

H O

O

Artelinic acid

O O H

H H

O O

O

Artemether

O O H

H H

O O

O

Artemotil

O O

H 3 C

OH

H CH 3

H H

CH 3

O O

O O

H 3 C

O

H CH 3

H H

CH 3

O O

Artemisinin Dihydroartemisinin

2.Điểm mới của đề tài

Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất ester của 10-dihydroartemisinin từ artemisinin được sử dụng các phương pháp và kỹ thuật mới trong tổng hợp hữu cơ nhằm nâng cao hiệu suất và rút ngắn thời gian phản ứng

3 Mục tiêu của đề tài

Cho tới nay trong nước vẫn còn thiếu những loại thuốc mới điều trị bệnh sốt rét Do đó, mục tiêu của đề tài là nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất ester của 10-dihydroartemisinin từ artemisinin sử dụng nguồn nguyên liệu ban đầu là artemisinin được sản xuất trong nước Với hy vọng giúp ích cho xã hội trong việc điều trị bệnh sốt rét ngày càng tốt hơn

4 Nội dung nghiên cứu

10-dihydroartemisinin được điều chế bằng phản ứng hoàn nguyên artemisinin với tác chất là NaBH4/MeOH trong điều kiện siêu âm

Acid chloride đã được tạo thành từ carboxylic acid tương ứng bằng cách cho

phản ứng với thionyl chloride ở 50-60°C khoảng 2-3 giờ và phản ứng với

dihydroartemisinin trong sự hiện diện của triethylamine trong dichloromethane khan ở 0ºC khoảng 2 giờ

O O

H 3 C

OH

H CH 3

H H

CH 3

O O O

O

H 3 C

O

H CH 3

H H

CH 3

O

O

R COOH R COCl

O O

O

O O H

H

O R a

b

c

R=

Sơ đồ 1 Tổng hợp dẫn xuất ester của 10-dihydroartemisinin từ artemisinin với

biphenyl-4-carboxylic acid Tác chất a) NaBH4/MeOH, Ultrasonic; b) SOCl2, 50-60ºC, 2-3 h;

c) Et3N, CH2Cl2 khan, 0ºC, 2 h

5 Dự kiến kết quả thực hiện

Dẫn xuất ester của 10-dihydroartemisinin từ artemisinin được tạo thành có tiềm năng điều trị bệnh sốt rét, lại tan tốt hơn trong nước

6 Thời gian thực hiện

Từ 9/2011 đến 9/2012

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

 7 Ngoài nước

 Công trình nghiên cứu của Bhakuni et al (2007), đã cung cấp dữ liệu về

phương pháp để thực hiện chỉ một phản ứng có thể tạo artelinic acid từ artemisinin

bằng sodium borohydride, chlorotrimethylsilane, methyl p-(hydroxymethyl) benzoate

với alcoholic

O O

O O

O Artemisinin

Reduction

O O

O O

OH DHA Alkylation

O O

O O

OCH 2 COOCH 3

THREE

MAL Hydrolysis

O

O O

4-5 days 43-53 % ONE POT PROCESS

12-18 hrs, 91-98 %

Artelinic acid

POT PROCESS

(RT)

0 to-5°C

Sơ đồ 2 Tổng hợp artelinic acid từ artemisinin

 Công trình nghiên cứu của Ai J Lin et al (1988), đã cung cấp dữ liệu và

phương pháp để thực hiện phản ứng tạo ra các dẫn xuất của 10-dihydroartemisinin

O O

CH 3

O O

OH

H 3 C

H CH 3

O O

CH 3

O O

H 3 C

H CH 3 H

H

ROH

O

O

CH 3

O

O

H 3 C

H CH 3 H

H

O O

CH 3

O O

H 3 C

H CH 3 H H

OR ROH/BF 3

1.KOH 2.HOAc

O O

CH 3

O O

H 3 C

H CH 3 H H

OR

a: R=(R)-CH 2 CH(CH 3 )COOMe b: R=(S)-CH 2 CH(CH 3 )COOMe c: R=(S)-CH(CH 3 )CH 2 COOMe d: R=(R)-CH(CH 3 )CH 2 COOMe

e R=CH 2

-a: R=(R)-CH 2 CH(CH 3 )COOH

b: R=(S)-CH 2 CH(CH 3 )COOH

c: R=(S)-CH(CH 3 )CH 2 COOH

d: R=(R)-CH(CH 3 )CH 2 COOH

Art-OH + HO(CH 2 ) n R BF 3. Et 2 O

RT

Art-O(CH 2 ) n R + Art-OR' a:n=1,R=COOCH 2 CH 3

b:n=2,R=COOCH 3 c:n=3,R=COOCH 3 d:n=1,R=C 6 H 4 COOCH 3

a.R'=CH 3 b.R'=CH 2 CH 3

2.5%KOH/MeOH

Art-O(CH 2 ) n R a:n=1,R=COOK b:n=2,R=COOK c:n=3,R=COOK d:n=1,R=C 6 H 4 COOK

CH 3 COOH Art-O(CH 2 ) n R

a:n=1,R=COOH b:n=2,R=COOH c:n=3,R=COOH d:n=1,R=C 6 H 4 COOH

Art=

O O

CH 3

O O

H 3 C

H CH 3 H

Sơ đồ 3 Tổng hợp các dẫn xuất của 10-dihydroartemisinin

− Công trình nghiên cứu của Dejan M Opsenica và Bogdan A Solaja (2009),

đã cung cấp dữ liệu và phương pháp để thực hiện phản ứng tạo ra các dẫn xuất ester của 10-dihydroartemisinin từ artemisinin

O

O

O

O

H

O

H

H

NaBH 4

O O

O O H

H H OH

ROH

BF 3 /Et 2 O

O O

O O H

H H

O R

SD 90 =6.20mg/kg SD 90 =3.65mg/kg

R=CH 3 , SD 90 =1.02mg/kg R=CH 3 CH 2 , SD 90 =1.95mg/kg

O

O

O

O

H

H

H O

O

O R

ClCO 2 R/Py

RCOCl/B or (RCO) 2 O/B B=Py,DMAP,Et 3 N

O O

O O H

H H O O R

R=CH 3 , SD 90 =0.78mg/kg

R=CH 3 CH 2 , SD 90 =0.63mg/kg

R=CH 3 , SD 90 =1.20mg/kg R=CH 3 CH 2 , SD 90 =0.66mg/kg

Sơ đồ 4 Sự biến đổi của artemisinin thành các dẫn xuất mới

− Công trình nghiên cứu của Nabin C Barua et al (2009)

O O

O O H

H

H

OH

O O

O O H

H

H

O

Et 3 N Acid chloride

R=

1-methyladmantane 2-methyladmantane

4-biphenelyethyl 9-fluorenyl 9-fluorenylethyl

O

R

1-ethyladmantane

4-biphenyl 4-biphenylmethyl

2-methoxybiphenyl 4-methoxybiphenyl 1-admantanyl

Sơ đồ 5 Tổng hợp các chất chống sốt rét và chống ung thư

− Công trình nghiên cứu của Guo-Feng Wei et al (2010)

O O

O O H

H

H

OH

O O

O O H

H

H

OCH 3

CH 3 OH

H + ,CF 3 COOH O

O

O

O

H

H

H

O

Artemisinin

+ KBH 4 HDTMAB

R.T

Dihydroartemisinin Artemether

Sơ đồ 6 Tổng hợp artemether từ artemisinin

8 Trong nước

- Thái Nguyễn Hùng Thu, Trần Bích Vân, Phan Đình Châu (1999), Nghiên cứu

bán tổng hợp và các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình điều chế acid artelinic và acid metaartelinic, Tạp chí dược học, (6), tr.12-14.

- Trương Văn Như, Nông Thị Tiến, Lê Kim Liên, Thái Nguyễn Hùng Thu, Trần

Bích Vân, Phan Đình Châu (2000), Nghiên cứu đánh giá tác dụng của artelinat và

metaartelinat trên ký sinh trùng sốt rét thực nghiệm, Tạp chí dược học, (2), tr.17-19

- Trần Văn Sung, Trần Khắc Vũ, Trương Thị Thanh Nga, Nguyễn Văn Tuyến,

Trương Bích Ngân, Phan Đình Châu (2003), Nghiên cứu bán tổng hợp một số ete

thơm mới chứa halogen của dihydroartemisinin, Tạp chí hóa học, T 41, số ĐB, Tr.46

– 50

- Phan Đình Châu, Trần Khắc Vũ, Trương Thị Thanh Nga, Hồ Đức Cường, Trần

Thị Mỹ Hạnh, Nguyễn Văn Tuyến (2005), Nghiên Cứu chuyển hóa artemisinin thành

một số dẫn xuất azaartemisinin, Tạp chí dược học, (356), tr.11-13

- Trần Khắc Vũ, Nguyễn Văn Việt, Phan Đình Châu (2006), Tổng hợp các

10-deoxoartemisinin mới chứa các halogen, Tạp chí hóa học, (2), tr 245 – 248.

- Chưa có đề tài nào trong nước nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất ester của

10-dihydroartemisinin từ artemisinin được công bố

Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

 9 Phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Thiết bị

- Máy đo điểm tan chảy được đo trên máy ELECTROTHERMAL Model 9100, 9200 của Anh, dùng mao quản không hiệu chỉnh

- Các phổ 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HSQC, HMBC được ghi trên máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR SPECTROMETER) Model DRX500 (tần số 500 MHz) BRUCKER AVANCE, do Mỹ sản xuất Độ dịch chuyển hóa học được tính theo  ppm, hằng

số tương tác (J) tính bằng Hz

- Máy đo năng suất triền quang được đo trên máy POLARIMETER Model ADP 220, Bellingham - Stanley Ltd., England

- Máy cô quay RE 300, Anh

- Máy đo pH

- Thanh siêu âm

- Máy khuấy từ hiệu ARE của hãng VELR scientical

- Tủ hút

- Máy bơm chân không

- Tủ sấy

- Cân kỹ thuật và cân phân tích

- Bình tam giác (erlen) loại 100 mL, 250 mL

- Binh cầu cổ nhám 500 mL

- Bình cô quay 100 mL

- Becher loại 50 mL, 100 mL, 250 mL, 1000 mL.

- Ống hút, pipet, đũa thủy tinh, cá từ, đá bọt, lọ thủy tinh, chai đựng mẫu, ống đong 100 mL, giá đỡ ống nghiệm, kẹp, giá thí nghiệm, ống nghiệm lớn

- Bình định mức 50 mL, 100 mL, 1000 mL

- Artemisinin được mua từ Công ty DK Pharma, Hà Nội

- Biphenyl-4-carboxylic acid mua từ ĐỨC

- Hóa chất dự kiến: Acetone, acetic acid (CH3COOH), độ tinh khiết 99,5%, Dichloromethane (CH2Cl2), ethanol (C2H5OH), Methanol (CH3OH), Hexane, Triethylamine(Et3N), Acid hydrochloric (HCl) 37%, Nước khử ion (nước siêu sạch), Ethyl acetate (CH3COOC2H5), Sodium hydrocarbonate (NaHCO3) có độ tinh khiết 99,5%, Sodium sulfate (Na2SO4), Mg bột, Sodium borohydride (NaBH4)

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Tổng hợp dihydroartemisinin

Hỗn hợp của artemisinin 4.5 g 











 0 016 mol 282

5 4

trong 120 mL MeOH được làm lạnh xuống 0-5ºC rồi thêm từ từ từng lượng nhỏ 2.25 g NaBH4 trong













 0 061 mol

37

25

.

2

khoảng 5 phút và siêu âm trong 30 phút Tiếp tục khuấy hỗn hợp thêm 2 giờ ở 0ºC Hỗn hợp sau phản ứng được điều chỉnh về pH = 5 bằng dung dịch acetic acid:MeOH = 1:1 (v/v) Cô đuổi bớt MeOH dưới áp suất kém Chiết hỗn hợp phản ứng bằng EtOAc, làm khan dịch chiết rồi cô đuổi dung môi thu được dihydroartemisinin

3.2.2 Tổng hợp biphenyl-4-carbonyl chloride

Biphenyl-4-carboxylic acid 1.48 g 











 7 47 mmol 198

48 1

cho phản ứng với thionyl











119

8 1 , mL 1

1 Hỗn hợp được khuấy ở 50-60ºC khoảng 2-3 giờ thu được biphenyl-4-carbonyl chloride

3.2.3 Tổng hợp biphenyl-4-carboxylate dihydroartemisinin

Dung dịch dihydroartemisinin (0.50 g, 1.75 mmol) và biphenyl-4-carbonyl chloride (1.14 g, 3 equiv, 5.25 mmol) được hòa tan trong dichloromethane khan (30mL) và thêm triethylamine (0.73 mL, 3 equiv, 5.29 mmol) được nhỏ giọt xuống bình phản ứng ở 0ºC Hỗn hợp được khuấy ở 0ºC khoảng 2 giờ Sau khi phản ứng kết thúc ta tiến hành rửa với NaHCO3 bão hòa (25 mL) và chiết với dichloromethane (325 mL) Lớp hữu cơ được rửa với dung dịch HCl 10% (220 mL), sau đó với nước, tiếp tục làm khan bằng Na2SO4 khan và cô đặc dưới áp suất thấp Các sản phẩm thô trên sắc ký cột trên silica gel sử dụng ethyl acetate/hexane (1:25)

3.3 Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu được xử lý bằng phần mềm thống kê Statgraphics

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 [1] Chandan Singh et al (2008), Orally active esters of dihydroartemisinin:Synthesis

and antimalarial activity against multidrug-resistant Plasmodium yoelii in mice,

Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 18, pp 1436–1441

[2] Bhakuni et al (2007), Process for one pot conversion of artemisinin into

artelinic acid, U.S Cl, pp 354-549

[3] Ai J Lin et al (1988), Antimalarial Activity of New Water-Soluble

Dihydroartemisinin Derivatives Stereospecificity of the Ether Side Chain,

Division of Experimental Therapeutics, Walter Reed Army Institute of Research, Washington, pp 1249-1252

[4] Ai Jeng Lin et al (1986), Antimalarial Activity of New Water-Soluble

Dihydroartemisinin Derivatives Division of Experimental Therapeutics, Walter

Reed Army Institute of Research, Washington, D.C pp 2147-2150

[5] Thái Nguyễn Hùng Thu, Trần Bích Vân, Phan Đình Châu (1999), Nghiên cứu bán tổng

hợp và các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình điều chế acid artelinic và acid metaartelinic,

Tạp chí dược học, (6), tr.12-14

[6] Phan Đình Châu, Trần Khắc Vũ, Trương Thị Thanh Nga, Hồ Đức Cường, Trần Thị

Mỹ Hạnh, Nguyễn Văn Tuyến (2005), Nghiên Cứu chuyển hóa artemisinin thành một

số dẫn xuất azaartemisinin, Tạp chí dược học, (356), tr.11-13

[7] Trần Khắc Vũ, Nguyễn Văn Việt, Phan Đình Châu (2006), Tổng hợp các

10-deoxoartemisinin mới chứa các halogen, Tạp chí hóa học, (2), tr 245 – 248.

[8] Trương Văn Như, Nông Thị Tiến, Lê Kim Liên, Thái Nguyễn Hùng Thu, Trần Bích

Vân, Phan Đình Châu (2000), Nghiên cứu đánh giá tác dụng của artelinat và

metaartelinat trên ký sinh trùng sốt rét thực nghiệm, Tạp chí dược học, (2), tr.17-19

[9] Trần Văn Sung, Trần Khắc Vũ, Trương Thị Thanh Nga, Nguyễn Văn Tuyến, Trương

Bích Ngân, Phan Đình Châu (2003), Nghiên cứu bán tổng hợp một số ete thơm mới

chứa halogen của dihydroartemisinin, Tạp chí hóa học, T 41, số ĐB, Tr.46 – 50.