Nghiên cứu tổng hợp một số aurone và hoạt tính sinh học của chúng (tóm tắt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN …… ….***………… PHẠM THỊ HẰNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ AURONE VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Hóa Hữu Mã số: 60440114 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2016 Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN QUỐC VƯỢNG PGS.TS NGUYỄN VĂN ĐẬU Phản biện 1: TS Lê Nguyễn Thành Phản biện 2: PGS TS Trần Thị Như Mai A GIỚI THIỆU LUẬN ÁN Đặt vấn đề Cùng với phát triển xã hội loài người phát sinh bệnh nan y ung thư, HIV, tiểu đường Nền y học loại đứng trước thách thức vô to lớn, giải triệt để nhà khoa học tìm loại thuốc có khả chữa trị bệnh nguy hiểm Vì vậy, năm gần việc tổng hợp hợp chất có hoạt tính sinh học cao ứng dụng chúng vào thực tế hướng phát triển mạnh mẽ hóa học hữu đại Các aurone, với khung (2-benzylidenebenzofuran-3(2h)-one) tạo thành lớp chất hợp chất flavonoid, chúng đóng vai trò quan trọng việc hình thành sắc tố màu sáng hoa, rau tự nhiên Mặc dù nghiên cứu hoạt tính sinh học lớp chất hạn chế sản phẩm tự nhiên hợp chất tổng hợp tương tự chúng chứng minh hợp chất có triển vọng hoạt tính sinh học cao với phổ rộng bao gồm: hoạt tính chống ung thư, hoạt tính kháng khuẩn, chống oxi hóa, chống bệnh tiểu đường Các hợp chất aurone trở thành đối tượng cho nhà khoa học nghiên cứu tổng hợp hay phân lập nhằm tìm kiếm hợp chất có giá trị điều trị bệnh bệnh hiểm nghèo hiệu Để góp phần vào việc tìm kiếm hợp chất aurones có hoạt tính sinh học cao, tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu tổng hợp số aurone hoạt tính sinh học chúng” Nhiệm vụ luận văn - Tổng hợp số aurone với nhóm khác - Xác định cấu trúc phân tử chất tổng hợp phương pháp phổ đại phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H NMR 13C NMR) kết hợp kĩ thuật phổ hai chiều (COSY, HSQC HMBC) phổ MS - Khảo sát hoạt tính sinh học aurone tổng hợp với dòng tế bào ung thư ung thư gan HePG2, ung thư phổi SK- LU-1, ung thư biểu mô KB, ung thư vú MCF7 với tế bào thường NIH- T3 Các kết thu luận văn Các kết thu được: - Đã nghiên cứu cải tiến bước tổng hợp chất trung gian chìa khóa benzofurone (chất 5b) phương pháp ngắn gọn sử dụng H2O bước thủy phân muối iminium cho sản phẩm đóng vòng benzofuranone 5b với hiệu suất cao ( hiệu suất 41% - tương đương với phương pháp sử dụng MeONa hiệu suất 46 %) Lần nghiên cứu phương pháp ngưng tụ trực tiếp hợp chat hydroxybenzofuranone ( chất 5b) với hợp chất hydroxybenzaldehyde sử dụng xúc tác HCl/ MeOH thu hydroxyaurone ( chất 56, chất 76) với hiệu suất cao 52 - % Đã sử dụng hệ xúc tác HCl/MeOH tiến hành ngưng tụ hợp chất methoxybenzofuranone (chất18) với hydroxybenzaldehyde thu aurone với nhóm methoxy vòng A nhóm hydroxyl vòng B (chất 80, chất 81, hiệu suất 64 % 77% tương ứng); đồng thời ngưng tụ hydroxybenzofuranone (Chất5b) với methoxybenzaldehyde thu aurone với nhóm hydroxy vòng A nhóm methoxy vòng B (chất 78, chất 79 hiệu suất 74% 72% tương ứng) Các phản ứng ngưng tụ trực tiếp cho hiệu suất cao - Đã sử dụng hệ xúc tác HCl/MeOH NaOH/MeOH cho phản ứng ngưng tụ methoxybenzofuranone (chất18) với methoxybenzaldehyde thu methoxyaurone (chất 55 chất 77) với hiệu suất gần tương đương Chất55 (89 % xúc tác acid; 91% xúc tác base); chất 77 (86 % xúc tác acid; 93% xúc tác base) - Cấu trúc hợp chất tổng hợp được chứng minh phương pháp phổ hổng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân - chiều, chiều HSQC, HMBC phổ khối lượng Đã thử hoạt tính độc tế bào số sản phẩm tổng hợp dòng tế bào thường NIH/3T3 dòng tế bào ung thư MCF7, LU-1, KB HepG2 Kết cho thấy chất 80 chất 77 có mức hoạt tính tốt với giá trị IC50 = 34.17 47.68 µg/ml dòng tế bào nghiên cứu Các mẫu lại có hoạt tính yếu, hoạt tính nồng độ nghiên cứu B NỘI DUNG LUẬN ÁN CHƯƠNG TỔNG QUAN Trên sở nghiên cứu tài liệu, phần tổng quan luận văn trình bày nội dung sau: - Các hợp chất flavonoid - Hoạt tính sinh học aurone CHƯƠNG 2.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu Các aurone tổng hợp: Chất 55, chất 56, chất 76, chất 77, chất 78, chất 80, chất 81 2.2 Phương pháp nghiên cứu Chương trình bày phương pháp sử dụng trình nghiên cứu bao gồm: phương pháp phân lập hợp chất, phương pháp tổng hợp hữu cơ bản, phương pháp tổng hợp hữu đặc thù, phương pháp theo dõi trình phản ứng, phương pháp tinh chế, phương pháp phổ xác định cấu trúc, phương pháp nuôi cấy tế bào in vitro, xác định hoạt tính gây độc tế bào tế bào in vitro CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 3.1 TỔNG HỢP MỘT SỐ AURONE Sơ đồ phản ứng: a ClCH2CN, Et2O, ZnCl2, HCl 0°C, 24 h; b 1) HCl, hồi lưu; 2) MeONa/MeOH, hồi lưu (Hiệu suất a, b: 46%); c H 2O, hồi lưu (Hiệu suất a, c: 41%); d MeI/K 2CO3 (69,5% - 77%); e 3,4- dihydrobenzaldehyde 4-hydroxybenzaldehyde, HCl/MeOH (52-65%);g 3,4-dimethoxybenzaldehyde 4methoxybenzaldehyde, HCl/MeOH NaOH/MeOH, (74 %72%) ;h 3,4-dimethoxybenzaldehyde 4methoxybenzaldehyde, HCl/MeOH NaOH/MeOH, (89% 93%); m 3,4-dihydrobenzaldehyde 4hydroxybenzaldehyde, HCl/MeOH (64%-77%) 3.1.1 Tổng hợp chất trung gian chìa khóa 4,6- dihyroxybenzofuran-3(2H)-one (5b) Chất T n/c: 239-232 oC H-NMR (DMSO-d6): δ (ppm) 12,60 , 11,02 , 9,86 (3H, br s, × s, × OH), 6,33 , 6,08 (2H, × d, J = 1,5 Hz, H-3, H-5), 5,44 (2H, s, CH2) 13 C-NMR (DMSO-d6): δ (ppm) 175,9, 173,6, 173,0, 160,6 (Ph C-2, C-4, C-6, C=NH2+), 99,41 (Ph C-1), 97,13 , 90,14, (Ph C-3, C-5), 75,35 (CH2) Chất 5b T n/c: 252-254oC; H-NMR (500 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 10,54 (2H, br s, OH), 5,91(2H, s, H-5, H-7), 4,55 (2H, s, C-2) 13 C-NMR(125 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 194,0 (C=O), 175,6 , 167,6 , 157,5 (C-4, C-6, C-8), 102,7 , 96,2 , 90,1(C-5, C-7, C-9), 74,8 (C-2) Tổng hợp 4,6-dimethoxybenzofuran-3(2H)-one (18) H-NMR (DMSO-d6): δ (ppm) 6,35 6,16 (2H, × d, J = 1,8 Hz, H-5 H-7), 4,64 (2H, s, H-2), 3,85 (3H, s, OCH3), 3,82 (3H, s, OCH3) 13 C-NMR (DMSO-d6): δ (ppm) 193,9 (C=O), 176,2 , 169,1 , 158,2 (C-8, C-6, C-4), 104,0 (C-9), 92,8 , 89,3 (C-5, C-7), 75,2 (C-2), 55,8 56,2 (2 × OCH3) 3.1.2 Tổng hợp hydroxyaurone (Z)-2-[(3,4dihydroxyphenyl)methylene]-4,6-dihydroxybenzofuran3(2H)-one (56) (Z)-2-[(4-hydroxyphenyl)methylene]-4,6dihydroxybenzofuran-3(2H)-one (76) Hợp chất 56 chất rắn màu vàng T0n/c: 282-283°C FT-IR: νKBr (cm-1): 3469, 3357, 3120, 3039, 2896, 2852, 1654, 1562, 1527, 1449, 1340, 1293, 1245, 1155, 1063, 846, 805, 675, 548, 505, 460 ESI-MS (negative): m/z = 285 [M-H]- H NMR (500 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 10,81, 9,53, 9,19 (4H, × brs, × OH); 7,38 (1H, d, J = 2,0 Hz, H-2′), 7,17 (1H, dd, J = 2,0, 8,5 Hz, H-6′), 6,81 (1H, d, J = 8,5 Hz, H-5′), 6,44 (1H, s, H-10), 6,17 (1H, d, J = 1,5 Hz, H-7), 6,06 (1H, d, J = 1,5 Hz, H-5) 13 C NMR (125 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 179,0 (C=O), 167,5 (C8), 166,9 (C-6), 158,1 (C-4), 147,4 (C-4’), 145,9 (C-2), 145,4 (C3’), 123,9 (C-6’), 123,6 (C-1’), 117,6 (C-2’), 115,9 (C-5’), 109,6 (C-10), 102,9 (C-9), 97,6 (C-5), 90,3(C-7) Tổng hợp (Z)-2-[(4-hydroxyphenyl)methylene]-4,6dihydroxybenzofuran-3(2H)-one (76) Chất 76 chất rắn màu vàng T0n/c: 292-294°C FT-IR: νKBr (cm-1): 3349, 2922, 1682, 1610, 1462, 1358, 1251, 1154, 1071, 819, 704, 618, 565 ESI-MS (negative): m/z = 269 [M-H]- H NMR (500 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 7,74 (2H, d, J = 8,7 Hz, H-2′, H-6′), 6,85 (2H, d, J = 8,7 Hz, H-3′, H-5′), 6,54 (1H, s, H-10), 6,20 (1H, d, J = 1,2 Hz, H-5), 6,06 (1H, d, J = 1,2 Hz, H-7) 13 C -NMR (125 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 179,2 (C=O), 167,6 , 167,2 , 158,8 , 158,3 (C-8, C-6, C-4, C-4’), 146,1 (C-2), 132,8 ( C-2’, C-6’), 123,4 (C-1’), 116,0 (C-3’, C-5’), 109,2 (C-10), 102,9 , 97,7 , 90,5 (C5, 7, 9) 3.1.3 Tổng hợp methoxyaurone (Z)-2-[(3,4dimethoxyphenyl)methylene]-4,6-dimethoxy-benzofuran3(2H)-one (55) (Z)-2-[(4-methoxyphenyl)methylene]-4,6dimethoxybenzofuran-3(2H)-one (77) Chất 55, tinh thể hình kim màu vàng , T0n/c= 169-170oC FT-IR: νKBr (cm-1): 3010, 2946, 2840, 1690, 1603, 1514, 1421, 1250, 1099, 813, 469 ESI-MS: m/z = 343 [M + H]+ H-NMR (500 MHz, DMSO-d6): δ (ppm) 7,54 (1H, d, J = 1,5 Hz, H-2'), 7,51 (1H, dd, J = 8,5, 1,5 Hz, H-6 '), 7,05 (1H, d, J = 8,5 Hz, H-5'), 6,68 (1H, d, J = 1,5 Hz, H-5), 6,67 (1H, s, H-10), 6,31 (1H, d, J = 1,5 Hz, H7), 3,90, 3,88, 3,83 3,82 (12H, s, × OCH3), 13 C-NMR (125 MH, DMSO-d6): δ (ppm) 178,8 (C=O), 168,7, 168,0 , 158,8,(C-8, C-6, C-4), 150,2 , 148,7, 146,1(C-2, C-3 ', C-4' ), 124,9 (C-1'), 124,8 (C-6 '), 114,0 , 111,9, 110,2 (C-10, C-2 ', C5'),104,2 (C-9), 94,3 , 89,8 (C-5, C-7), 56,5 , 56,1 55,6 (4 × OCH3) Chất 77 chất lỏng dạng dầu màu vàng FT-IR: νKBr (cm-1): 2933, 2833, 1690, 1604, 1500, 1453, 1343, 1251, 1083, 1012, 822, 641, 550, 431 H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7,80 (2H, d, J = 9,0 Hz, H-2’, H6’), 6,93 (2H, d, J = 9,0 Hz, H-3’, H-5’), 6,72(1H, s, H-10), 6,34 6,08 (2H, × d, J = 1,7 Hz, H-5 H-7), 3,93, 3,88, 3,84 (9H, × s, × OCH3) 13 C-NMR (125 MHz, CDCl3): δ (ppm) 180,5 (C=O), 168,7, 168,6 (C-8, 6), 160,5 , 159,3 (C-4, 4’), 146,7 (C-2), 132,8 (C-2’, 6’), 125,3 (C-1'), 114,3 (C-3’, 5’), 110,9 (C-10), 105,4 (C-9), 93,9 , 89,1 (C -5, C-7), 56,1 , 56,0 55,2 (3 × OCH3) 3.1.1 Tổng hợp aurone có nhóm OMe vòng A nhóm hydroxyl vòng B Tổng hợp Z-2-[(3,4-dihydroxyphenyl)methyl]-4,6-dimethoxy-3(2H)benzofuranone (80) Chất 80 tinh thể màu vàng FT-IR (KBr) νmax cm-1: 3420, 2941, 1671, 1595, 1524, 1434, 1347, 1262, 1214, 1104, 904, 817, 690, 523, 456 1H-NMR(500 MHz, DMSO-d6): δ ( ppm) 3,87, 3,91 (6H, × s, × CH3), 6,32 (1H, d, J = 1,7 Hz, H-5), 6,54 (1H, s, CH), 6,61 (1H, d, J = 1,7 Hz, H-7), 6,81 (1H, d, J = 8,4 Hz, H-5’), 7,2(1H, dd, J = 8,4, 1,8 Hz, H-6’), 7,4 (1H, d, J = 1,8 Hz, H-2’), 9,17, 9,64 ( br s, H, × OH) 13 C-NMR ( DMSO-d6): δ (ppm) 49,1, 56,7 (2 ×CH 3), 90,2, 94,8 (C -5, C-7), 104,9 (C-3a), 111,5, 116,5, 118,5 (CH, C-2’, C-5’), 124,0 (C6’), 124,8 (C-1’), 146,0, 146,1, 148,4( C-2, C-3’, C-4’), 159,4, 168,4, 169,1 (C-4, C-6, C-7a), 179,4(CO) Tổng hợp Z-2-[(4-hydroxyphenyl)methyl]-4,6-dimethoxy-3(2H)benzofuranone (81) Tiến hành tương tự phản ứng ngưng tụ chất 18 với 4hydroxylbenzaldehyde thu aurone 81 với hiệu suất 77% Hợp chất 81 dạng tinh thể màu vàng chanh FT-IR (KBr) νmax cm-1: 3305, 3015, 1682, 1616, 1583, 1517, 1443, 1264, 1215, 1152, 1099, 811, 676, 558, 481 1H-NMR(500 MHz, DMSO-d6): δ ( ppm) 3,87, 3,90 (6H, × s, × CH3), 6,31(1H, d, J = 1,7 Hz, H-5), 6,63 (1H, s, CH), 6,66 (1H, d, J = 1,7 Hz, H-7), 6,86 (1H, d, J = 8,4 Hz, H-5’), 7,2 (1H, dd, J = 8,4, 1,8 Hz, H-6’), 7,7 (1H, d, J = 1,8 Hz, H-2’), 10,1 ( br s, 1H, 1× OH) 13 C-NMR ( DMSO-d6): δ (ppm) 56,07, 56,43 (2× CH 3), 89,7, 94,2 (C -5, C-7), 104,2 (C-3a), 110,4, 115,9, 123,08 (CH, C-2’, C-5’), 133,02 (C-6’), 124,8 (C-1’), 145,64, 158,76( C-2, C-3’, C-4’), 159,09, 167,91, 168,56 (C-4, C-6, C-7a), 178,87(CO) 3.1.2 Tổng hợp aurone có nhóm hydroxyl vòng A nhóm OMe vòng B (chất 78, chất 79) Tổng hợp Z-2-[(3,4-dimethoxyphenyl)methyl]-4,6-dihydroxy-3(2H)benzofuranone (78) Hợp chất 78 chất rắn màu vàng 1H-NMR(500 MHz, DMSO-d6): δ ( ppm) 3,11, 3,16 (6H, × s, 2× CH3), 6,07(1H, d, J = 1,7 Hz, H-5), 6,22 (1H, d, J = 1,7 Hz, H-7), 6,58 (1H, s, CH), 7,05 (1H, d, J = 8,4 Hz, H-5’), 7,5 (1H, dd, J = 8,4, 1,8 Hz, H-6’), 7,5 (1H, d, J=1,7 Hz, H-2’), 10,8 ( br s, H, 2× OH) 13 C-NMR ( DMSO-d6): δ (ppm) 55,5 (2 × CH3), 90,5, 97,6 (C -5, C7), 102,7 (C-3a), 108,8, 111,9, 113,9 (CH, C-2’, C-5’), 124,4 (C-6’), 125,0 (C-1’), 146,5, 148.6, 149,9 ( C-2, C-3’, C-4’), 158,2, 167,1, 167,5 (C-4, C-6, C-7a), 178,9 (CO) Tổng hợp Z-2-[(4-methoxylphenyl)methyl]-4,6-dihydroxyl-3(2H)benzofuranone (79) Hợp chất 79 chất rắn màu vàng 1H-NMR(500 MHz, DMSO-d6): δ ( ppm) 3,82 (3H, s, CH 3), 6,07(1H, d, J = 1,7 Hz, H-5), 6,59 (1H, s, CH), 6,21 (1H, d, J = 1,7 Hz, H-7), 7,03(1H, d, J = 8,4 Hz, H-5’), 7,05(1H, dd, J = 8,4, 1,8 Hz, H-6’), 7,87 (1H, d, J=1,7 Hz, H-2’), 10,87( br s, H, 2× OH) 13 C-NMR ( DMSO-d6): δ (ppm) 55,2 (CH3), 90,4 , 97,6(C -5, C-7), 102,7 (C-3a), 108,4, 114,5, 124,8 (CH, C-2’, C-5’), 132,4 (C-6’), 124,8 (C-1’), 132,4, 146,4, 158,2( C-2, C-3’, C-4’), 160,0, 167,1, 167,6 (C-4, C-6, C-7a), 178,9(CO) 3.2 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH ĐỘC TẾ BÀO CỦA NHỮNG AURONE ĐÃ TỔNG HỢP ĐƯỢC Khảo sát hoạt tính độc tế bào dòng tế bào thường NIH/3T3 dòng tế bào ung thư: ung thư vú MCF7, ung thư phổi LU-1, ung thư biểu mô KB ung thư gan HepG2 thực phòng thử nghiệm sinh học - Viện Công nghệ sinh học - Viện hàn lâm Khoa học công nghệ Việt Nam CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC AURONE 4.1.1 Điều chế chất trung gian chìa khóa benzofuranone Chất trung gian chìa khóa tổng hợp qua giai đoạn Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 5b a ClCH2CN, Et2O, ZnCl2, HCl 0°C, 24 h; b 1) HCl, hồi lưu; 2) MeONa/MeOH, hồi lưu (Hiệu suất a, b: 46%); c H 2O, hồi lưu (Hiệu suất a, c: 41%) Hợp chất benzofuranone 5b, chất chìa khóa trung gian quan trọng tổng hợp aurone, tổng hợp qua giai đoạn Giai đoạn phản ứng ngưng tụ phloroglucinol chloroacetonitrile có mặt ZnCl2, sau hỗn hợp phản ứng sục khí HCl tạo nên muối iminium (3) (42%) Muối sau thủy phân đóng vòng để tạo 5b Chất 5b chất : 4,6-dihydroxybenzofuran-3(2H)-one Cấu trúc phân tử hợp chất 4,6-dihydroxybenzofuran-3(2H)-one (5b) xác định phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H, 13C-NMR Trên phổ 1H-NMR (thấy xuất tín hiệu singlet proton nhóm methylen (CH2) δH 4,55 singlet proton thơm δH 5,91(H-5, H-7) Ở trường thấp singlet tù proton OH δH 10,67 Phổ 13C-NMR hợp chất cho tín hiệu carbon phù hợp với số carbon cấu trúc phân tử, gồm tín hiệu carbon nhóm methylene δC 74,8, tín hiệu carbon methine thơm δC 90,1 (C-7), 96,2 (C-5) tín hiệu carbon thơm bậc δC 102,7 (C-9) Ở vùng trường thấp tín hiệu carbon thơm liên kết với oxy δC 157,5 (C-4), 167,7 (C-6), 175,6 (C-8) tín hiệu C-8 C-6 dịch chuyển xuống trường thấp ảnh hưởng sức căng vòng furanone Tín hiệu nhóm keton 3-C=O δC 194,0 Qua phân tích liệu phổ cho thấy chất 5b 4,6-dihydroxybenzofuran3(2H)-one 4.1.2 Phản ứng methyl hóa tổng hợp methoxybenzofuranone (18) Hợp chất dihydroxybenzofuranone 5b methyl hóa methyl iodide DMF với xúc tác K2CO3 thu methoxybenzofuranone (18) hiệu suất 77% * 4,6-dimethoxybenzofuran-3(2H)-one (18) Sự xuất thêm tín hiệu nhóm methoxy phổ NMR cho thấy dihydroxybenzofuranone 5b methyl hóa Trên phổ 1HNMR xuất singlet δH 3,82 3,85 (6H, × s) nhóm OCH3 gắn vào C-6 C-4 Ở trường thấp singlet proton methylene vòng furanone δH 4,64 Ở vùng trường thơm có tín hiệu doublet hai proton thơm meta H-5 H-6 δH 6,16 δH 6,35 với Jmeta = 1,5 Hz Phổ 13C-NMR (phụ lục 3) cho 10 tín hiệu carbon phù hợp với số carbon phân tử Tín hiệu carbon methyl liên kết với oxy (OCH3) δC 55,9 δC 56,2, tín hiệu carbon methylene δC 75,3 (C-2) Ở vùng trường thơm tín hiệu carbon thơm gồm carbon thơm liên kết với oxy δC 176,3 (C-8), 169,2 (C-6), 158,2 (C-4), carbon methine δC 91,9 (C-5), 89,4 (C-7) carbon thơm bậc δC 104,1 (C-9) Tín hiệu nhóm keton 3-C=O δC 194,0 Qua phân tích liệu phổ cho thấy chất 18 4,6dimethoxybenzofuran-3(2H)-one 4.1.3 Phản ứng ngưng tụ benzofuranone với benzaldehyde Phản ứng ngưng tụ hợp chất benzofuran-3-one với dẫn xuất benzaldehyde tiến hành môi trường acid base Cơ chế phản ứng ngưng tụ phụ thuộc vào có mặt xúc tác acid hay base Trong môi trường base chế phản ứng ngưng tụ xảy qua bước sau : 1, Đề proton hóa nguyên tử hydrogene hoạt động bên cạnh nhóm keton để hình thành enolate cộng hưởng bền 2, Enolate hình thành đóng vai trò tác nhân nucleophile công vào carbon dương điện nhóm aldehyde tạo thành hợp chất ngưng tụ trung gian 3, Dưới tác dụng base hợp chất trung gian loại phân tử nước cung cấp aurone tương ứng Trong môi trường acid nhóm carbonyl C=O benzofuranone hợp chất benzaldehyde hoạt hóa Hợp chất benzofuranone hoạt hóa hình thành cấu trúc enol Giống enolate môi trường kiềm, enol đóng vai trò tác nhân nucleophile công vào carbon dương điện nhóm CHO hoạt hóa hình thành nên hợp chất ngưng tụ trung gian Trong môi trường acid hợp chất ngưng tụ trung gian loại phân tử nước hình thành nên sản phẩm ngưng tụ aurone tương ứng (Z)-2-[(3,4-hydroxyphenyl)methylene]-4,6dihydroxybenzofuran3(2H)-one (56) Các số liệu phổ hợp chất 56 phù hợp với cấu trúc phân tử số liệu phổ công bố tài liệu [12] Phổ NMR cho cấu trúc phân tử khung aurone với vòng A, B C Trên phổ 1H-NMR chất 56 vùng trường thơm cho tín hiệu proton methine thơm thuộc vòng thơm A B gồm tín hiệu proton thơm hệ ABX vòng B δH 7,38 (d, J = 2,0 Hz, H-2’), 7,17 (dd, J = 2,0 8,5 Hz, H-6’), 6,81 (d, J = 8,5 Hz, H-5’) cặp doublet proton thơm meta δH 6,17 (H-7), 6,06 (H-5) với số tương tác Jmeta = 1,5 Hz, singlet proton methine olefine H-10 δH 6,44 cho thấy chất 56 Z-aurone Phổ 13C-NMR cho 15 tín hiệu 15 carbon phù hợp với cấu trúc khung aurone với 12 carbon thơm vòng thơm A, B, carbon vòng C carbon olefine C-10 Hai vòng thơm A, B cho tín hiệu carbon thơm liên kết với oxy δC 167,5 (C-8), 166,9 (C-6), 158,1 (C-4), 147,4 (C-4’) 145,4 (C-3’); tín hiệu carbon methine thơm δC 123,7,(C-6’), 117,6 (C-2’), 115,6 (C-5’), 97,6 (C-5) δC 90,3 (C-7) Trong vùng trường thơm tín hiệu carbon olefine liên kết với oxy δC 145,9 (C-2) vòng C tín hiệu carbon olefine δC 109,6 (C-10); hai carbon thơm bậc δC 123,9 (C-1’) δC 102,9 (C9) Ngoài vòng C cho tín hiệu vùng trường thấp carbon carbonyl 179,0 (3-C= O) carbon olefin bậc liên kết với oxy δC 145,9 (C-2) Kết hợp phổ HSQC (phụ lục 5) cho tương tác C-H trực tiếp phổ HMBC cho tương tác xa proton methine olefine H-10 (6,44 ppm)/C-2 (145,9 ppm)/C-1’(123,9 ppm)/C-6’ (123,7 ppm)/C-2’ (117,6 ppm)/C-3 (179,0 ppm), với độ chuyển dịch thấp bất thường carbon C-8 (167,5 ppm) C-6 (166,9 ppm) ảnh hưởng sức căng vòng (vòng C), chứng minh cấu trúc khung aurone chất 56 Phổ khối ESI-MS (phụ lục 5) cho tín hiệu pic ion âm giả phân tử m/z= 285 [M-H]- phù hợp với khối lượng phân tử *(Z)-2-[(4-hydroxyphenyl)methylene]-4,6-dihydroxybenzofuran3(2H)-one (76) Các số liệu phổ hợp chất 76 phù hợp với cấu trúc phân tử Cũng tương tự chất 56, phổ NMR chất 76 cho cấu trúc phân tử khung aurone với vòng A, B C Trên phổ 1H-NMR vùng trường thơm cho tín hiệu proton methine thơm thuộc vòng thơm A B gồm cặp doublet δH 7,74 (H-2’, 6’) δH 6,86 (H-3’, 5’) với số tương tác Jocto = 8,5 Hz cặp doublet δH 6,20 (H-7) δH 6,06 (H-5) với số tương tác Jmeta = 2,0 Hz; singlet proton methine olefine H-10 δH 6,54 khẳng định chất 76 Z-aurone Phổ 13C-NMR cho 15 tín hiệu 15 carbon phù hợp với cấu trúc khung aurone với 12 carbon thơm vòng thơm A, B, carbon vòng C carbon olefine C-10 Hai vòng thơm A, B cho tín hiệu carbon thơm liên kết với oxy δC 167,6 (C-8), 167,2 (C-6), 158,8 (C-4), 158,3 (C-4’); tín hiệu carbon methine thơm δC 132,8(C-2’, 6’), 116,0 (C-3’, 5’), 97,7 (C-5) δC 90,5 (C-7); carbon thơm bậc δC 123,4 (C-1’) δC 102,9 (C-9) Trong vùng trường thơm tín hiệu carbon olefine liên kết với oxy δC 146,1 (C-2) vòng C tín hiệu carbon methine olefine δC 109,2 (C-10) Ngoài vòng C cho tín hiệu carbon carbonyl 179,0 (3-C= O) Phổ khối ESI-MS (phụ lục 15) cho tín hiệu pic ion giả phân tử m/z = 270 [M]- phù hợp với khối lượng phân tử Sự ngưng tụ methoxybenzofuranone 18 với methoxybenzaldehyde Phản ứng ngưng tụ methoxybenzofuranone với methoxybenzaldehyde tiến hành điều kiện sử dụng xúc tác acid xúc tác base cho hiệu suất cao 89-91% với chất 55 90-93% với chất 77 (Z)-2-[(3,4-dimethoxyphenyl)methylene]-4,6 dimethoxybenzofuran3(2H)-one (55) Các số liệu phổ hợp chất 55 phù hợp với cấu trúc phân tử số liệu phổ công bố Tương tự hợp chất 56, phổ NMR chất 55 cho cấu trúc phân tử khung aurone với vòng A, B C Trên phổ 1Hcủa chất 56, vùng trường thơm cho tín hiệu proton methine thơm thuộc vòng thơm A B gồm tín hiệu proton thơm hệ ABX vòng B δH 7,54 (d, J = 1,5 Hz, H-2’), 7,51 (dd, J = 1,5, 8,5 Hz, H-6’), 7,05 (d, J = 8,5 Hz, H-5’) cặp doublet proton thơm meta δH 6,68 (H-7), 6,31 (H-5) với số tương tác Jmeta = 1,5 Hz, singlet proton methine olefine H-10 δH 6,67 cho thấy chất 55 Z-aurone Khác với chất 56, vùng trường cao xuất tín hiệu singlet 12 proton nhóm OCH δH 3,91, δH 3,88, δH 3,83 δH 3,82 Phổ 13 C-NMR cho 15 tín hiệu 15 carbon phù hợp với cấu trúc khung aurone với 12 carbon thơm vòng thơm A, B, carbon vòng C carbon olefine C-10 Hai vòng thơm A, B cho tín hiệu carbon thơm liên kết với oxy δC 168,7 (C-8), 169,0 (C-6), 158,8 (C-4), 150,2 148,7 (C-4’, 3’); tín hiệu carbon methine thơm δC 124,8 (C6’), 114,0 (C-2’), 111,9 (C-5’), 94,3 (C-5) 89,8 (C-7); Hai carbon thơm bậc 124,9 (C-1’) 104,2 (C-9) Trong vùng trường thơm tín hiệu carbon olefine liên kết oxy δC 146,1 (C-2) vòng C tín hiệu carbon methine olefine δC 110,2 (C-10) Ngoài vòng C cho tín hiệu vùng trường thấp carbon carbonyl δC 178,8,0 (3-C= O) trường cao cho tín hiệu nhóm OCH δC = 56,5 , δC = 56,1 δC = 55,6 Phổ ESI-MS cho tín hiệu pic ion dương giả phân tử m/z= 343[M+H]+ phù hợp với khối lượng phân tử * Z-2-[(4-methoxyphenyl)methyl]-4,6-dimethoxybenzofuran3(2H)-one (77) Các số liệu phổ hợp chất 77 phù hợp với cấu trúc phân tử số liệu phổ công bố tài liệu [35] Cũng tương tự chất 76, phổ NMR chất 77 cho cấu trúc phân tử khung aurone với vòng A, B C Trên phổ 1H-NMR vùng trường thơm cho tín hiệu proton methine thơm thuộc vòng thơm A B gồm cặp doublet δH 7,80 (H-2’, 6’) δH 6,93 (H-3’, 5’) với số tương tác Jocto = 9,0 Hz cặp doublet δH 6,34 (H-7) δH 6,08 (H-5) với số tương tác Jmeta = 1,5 Hz; singlet proton methine olefine H-10 δH 6,72 cho thấy chất 77 có cấu hình Z- Khác với chất 76, vùng trường cao xuất tín hiệu singlet proton nhóm OCH δH 3,93, δH 3,88, δH 3,84 Phổ 13CNMR cho 15 tín hiệu 15 carbon phù hợp với cấu trúc khung aurone với 12 carbon thơm vòng thơm A, B, carbon vòng C carbon methine olefine C-10 Hai vòng thơm A, B cho tín hiệu carbon thơm liên kết với oxy δC 168,73 (C-8), 168,6 (C-6), 160,5 (C4’), 159,3 (C-4); tín hiệu carbon methine thơm δC 132,8 (C-2’, 6’), 114,3 (C-3’, 5’), 93,9 (C-5) δC 89,1 (C-7); carbon thơm bậc δC 125,3 (C-1’) δC 105,4 (C-9) Trong vùng trường thơm tín hiệu carbon olefine liên kết với oxy δC 146,7 (C-2) vòng C tín hiệu carbon methine olefine δC 110,9 (C-10) Ngoài vòng C cho tín hiệu carbon carbonyl δC 180,5 (3-C=O) Qua phân tích liệu phổ cho thấy chất 76 Z-2-[(4methoxyphenyl)methyl]-4,6-dimethoxybenzofuran-3(2H)-one (Z)-2-[(3,4-dimethoxyphenyl)methylene]-4,6 dihydroxylbenzofuran3(2H)-one (78) Cấu trúc chất 78 khẳng định phương pháp phổ Phổ 1H-NMR chất 78 cho tín hiệu singlet proton oximetyl nhóm OCH3 δH 3,81 Ở vùng trường thơm tín hiệu proton thuộc vòng thơm A B Ở vòng A gồm tín hiệu proton thơm δH 6,32 δH 6,61 (2xd, J = 1Hz) Ở vòng B cho tín hiệu proton thơm hệ ABX δH = 7.04(d, J = 8,5 Hz), 7,23 (dd, J = 1,5 , 8,5 Hz) 7,4 ( d, J = 1,5 Hz) Ở vùng trường thơm có tín hiệu proton olefin liên hợp δH 6,55 (s, H-10) Ngoài vùng trường thấp có tín hiệu singlet proton thuộc nhóm OH-phenol δ H 9,18 δH9,6.Phổ 13C- NMR cho 17 tín hiệu 17 cacbon phù hợp với số cacbon phân tử Ở vùng trường cao xuất tín hiệu cacbon nhóm OCH3 δc56,7và 57,0 Tiếp theo 14 tín hiệu 12 cacbon thơm vòng A, C cacbon ankene vùng trường thơm nối đôi Cuối tín hiệu cacbon keton nhóm CO vòng furanone δc 179,4 * (Z)-2-[(4-methoxyphenyl)methylene]-4,6dihydroxylbenzofuran-3(2H)-one (79) Cũng tương tự chất 78, phổ NMR chất 79 cho cấu trúc phân tử khung aurone với vòng A, B C.Khác với chất 78, vùng trường cao xuất tín hiệu singlet proton nhóm OCH3 δH 3,82 Sự ngưng tụ methoxybenzofuranone 18 với hydroxylbenzaldehyde * Z-2-[(3,4-dihydroxylphenyl)methyl]-4,6-dimethoxy-3(2H)benzofuranone (80) Cấu trúc chất 80 khẳng định phương pháp phổ Phổ 1H-NMR chất 80 cho tín hiệu singletcủa proton nhóm OCH3 δH 3,88, δH 3,91 Ở vùng trường thơm tín hiệu proton thuộc vòng thơm A B Ở vòng A gồm tín hiệu proton thơm δH 6,32 δH 6,61 ( × d, J = 1Hz) Ở vòng B,khác với chất 3a, chất 3b cho tín hiệu proton thơm hệ ABX δ H (d, J = 8,5 Hz), 7,23 (dd, J = 1,5 , 8,5 Hz) 7,4 ( d, J = 1,5 Hz) Ở vùng trường thơm có tín hiệu proton olefin liên hợp δH 6,55 (s) Ngoài vùng trường thấp có tín hiệu singlet proton thuộc nhóm OH-phenol δH 9,18 δH 9,6.Phổ 13C- NMR cho 17 tín hiệu 17 cacbon phù hợp với số cacbon phân tử Ở vùng trường cao xuất tín hiệu cacbon nhóm OCH3 δc56,7 57,0 Tiếp theo 14 tín hiệu 12 cacbon thơm vòng A, C cacbon ankene vùng trường thơm nối đôi Cuối tín hiệu cacbon keton nhóm CO vòng furanone δc 179,4 Z-2-[(4-hydroxyphenyl)methyl]-4,6-dimethoxy-3(2H)benzofuranone (81) Cấu trúc phân tử hợp chất 81 khẳng định phương pháp phổ Phổ 1H- NMR chất 81 cho tín hiệu singlet proton nhóm OCH3 δH 3,87, δH 3,90 Ở vùng trường thơm tín hiệu proton thuộc vòng thơm A B, vòng A gồm doublet proton meta H-5, H-7 δH6,32 (J= 1,7) δH6,67 ( J= 1,7) vòng B gồm cặp doublet proton thơm hệ AAXX’ δ H6,86 7,78 (J = HZ) Ở vùng trường thơm có tín hiệu proton olelefin H-10 δ H 6,64 (s) Ngoài phổ proton chất 3a có tín hiệu proton OH-phenol δH10,1 Phổ 13C- NMR cho 17 tín hiệu 17 cacbon phù hợp với số cacbon phân tử Ở vùng trường cao xuất tín hiệu cacbon nhóm OCH δc56,1và 56,4 Tiếp theo 14 tín hiệu 12 cacbon thơm vòng A, C cacbon alkene (olefin) vùng trường thơm nối đôi Cuối tín hiệu cacbon keton nhóm 3-CO vòng furanone (vòng C) δc 178,9 4.2 KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH ĐỘC TẾ BÀO Các aurone tổng hợp được thử hoạt tính với dòng tế bào ung thư ung thư gan HePG2, ung thư phổi SK- LU-1, ung thư biểu mô KB, ung thư vú MCF7 với tế bào thường NIH- T3 Kết cho thấy nồng độ nghiên cứu từ 100-0.8(µg/mL), hầu hết mẫu nghiên cứu không gây độc tế bảo (IC 50 > 100 µg/mL) gây độc tế bào yếu mẫu chất 80 77 có mức hoạt tính tốt với giá trị IC50 = 34.17 - 47.68 µg/ml dòng tế bào nghiên cứu KẾT LUẬN Các kết thu được: - Đã nghiên cứu cải tiến bước tổng hợp chất trung gian chìa khóa benzofurone (chất 5b) phương pháp ngắn gọn sử dụng H2O bước thủy phân muối iminium cho sản phẩm đóng vòng benzofuranone 5b với hiệu suất cao ( hiệu suất 41% - tương đương với phương pháp sử dụng MeONa hiệu suất 46 %) Lần nghiên cứu phương pháp ngưng tụ trực tiếp hợp chat hydroxybenzofuranone ( chất 5b) với hợp chất hydroxybenzaldehyde sử dụng xúc tác HCl/ MeOH thu hydroxyaurone ( chất 56, chất 76) với hiệu suất cao 52 - % Đã sử dụng hệ xúc tác HCl/MeOH tiến hành ngưng tụ hợp chất methoxybenzofuranone (chất18) với hydroxybenzaldehyde thu aurone với nhóm methoxy vòng A nhóm hydroxyl vòng B (chất 80, chất 81, hiệu suất 64 % 77% tương ứng); đồng thời ngưng tụ hydroxybenzofuranone (Chất5b) với methoxybenzaldehyde thu aurone với nhóm hydroxy vòng A nhóm methoxy vòng B (chất 78, chất 79 hiệu suất 74% 72% tương ứng) Các phản ứng ngưng tụ trực tiếp cho hiệu suất cao - Đã sử dụng hệ xúc tác HCl/MeOH NaOH/MeOH cho phản ứng ngưng tụ methoxybenzofuranone (chất18) với methoxybenzaldehyde thu methoxyaurone (chất 55 chất 77) với hiệu suất gần tương đương Chất55 (89 % xúc tác acid; 91% xúc tác base); chất 77 (86 % xúc tác acid; 93% xúc tác base) - Cấu trúc hợp chất tổng hợp được chứng minh phương pháp phổ hổng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân - chiều, chiều HSQC, HMBC phổ khối lượng Đã thử hoạt tính độc tế bào số sản phẩm tổng hợp dòng tế bào thường NIH/3T3 dòng tế bào ung thư MCF7, LU-1, KB HepG2 Kết cho thấy chất 80 chất 77 có mức hoạt tính tốt với giá trị IC50 = 34.17 47.68 µg/ml dòng tế bào nghiên cứu Các mẫu lại có hoạt tính yếu, hoạt tính nồng độ nghiên cứu CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN Quoc Vuong Nguyen, Phuong Diep Thi Lan, Hang Pham Thi, Van Chien Vu, Tuan Nguyen Le, Van Minh Chau and Van Cuong Pham, “Facile, Protection-Free, One-Pot Synthesis of Aureusidin”, Natural Product Communications, Vol (11) 2014, 1563-1566 Diệp Thị Lan Phương, Phạm Thị Hằng, Vũ Văn Chiến, Nguyễn Quốc Vượng, Phạm Văn Cường, "Synthesis of aurones from phloroglucinol" Tạp chí hóa học, 2015, 2E (53), 167 [...]... SÁT HOẠT TÍNH ĐỘC TẾ BÀO CỦA NHỮNG AURONE ĐÃ TỔNG HỢP ĐƯỢC Khảo sát hoạt tính độc tế bào trên dòng tế bào thường NIH/3T3 và 4 dòng tế bào ung thư: ung thư vú MCF7, ung thư phổi LU-1, ung thư biểu mô KB và ung thư gan HepG2 được thực hiện tại phòng thử nghiệm sinh học - Viện Công nghệ sinh học - Viện hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC AURONE. .. phù hợp với số cacbon trong phân tử Ở vùng trường cao xuất hiện 2 tín hiệu của 2 cacbon của 2 nhóm OCH 3 ở δc56, 1và 56,4 Tiếp theo là 14 tín hiệu của 12 cacbon thơm của 2 vòng A, C và 2 cacbon alkene (olefin) ở vùng trường thơm và nối đôi Cuối cùng là tín hiệu của cacbon keton của nhóm 3-CO vòng furanone (vòng C) ở δc 178,9 4.2 KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH ĐỘC TẾ BÀO Các aurone tổng hợp được đã được thử hoạt. .. trường thấp của carbon carbonyl ở δC 178,8,0 (3-C= O) và ở trường cao cho 4 tín hiệu của 4 nhóm OCH 3 ở δC = 56,5 , δC = 56,1 và δC = 55,6 Phổ ESI-MS cũng cho tín hiệu của pic ion dương giả phân tử m/z= 343[M+H]+ phù hợp với khối lượng của phân tử * Z-2-[(4-methoxyphenyl)methyl]-4,6-dimethoxybenzofuran3(2H)-one (77) Các số liệu phổ của hợp chất 77 phù hợp với cấu trúc phân tử và số liệu phổ của nó đã... nhóm methylen (CH2) ở δH 4,55 và singlet của 2 proton thơm ở δH 5,91(H-5, H-7) Ở trường thấp hơn là singlet tù của 2 proton OH ở δH 10,67 Phổ 13C-NMR của hợp chất này cũng cho 8 tín hiệu của 8 carbon phù hợp với số carbon và cấu trúc phân tử, gồm tín hiệu carbon của nhóm methylene ở δC 74,8, 2 tín hiệu của 2 carbon methine thơm ở δC 90,1 (C-7), 96,2 (C-5) và một tín hiệu của carbon thơm bậc 4 ở δC 102,7... có tín hiệu của proton olefin liên hợp δH 6,55 (s, H-10) Ngoài ra ở vùng trường thấp còn có 2 tín hiệu singlet của 2 proton thuộc 2 nhóm OH-phenol ở δ H 9,18 và δH9,6.Phổ 13C- NMR cho 17 tín hiệu của 17 cacbon phù hợp với số cacbon trong phân tử Ở vùng trường cao xuất hiện 2 tín hiệu của 2 cacbon của 2 nhóm OCH3 ở δc56, 7và 57,0 Tiếp theo là 14 tín hiệu của 12 cacbon thơm của 2 vòng A, C và 2 cacbon... trúc khung aurone của chất 56 Phổ khối ESI-MS (phụ lục 5) cũng cho tín hiệu của pic ion âm giả phân tử m/z= 285 [M-H]- phù hợp với khối lượng của phân tử *(Z)-2-[(4-hydroxyphenyl)methylene]-4,6-dihydroxybenzofuran3(2H)-one (76) Các số liệu phổ của hợp chất 76 phù hợp với cấu trúc phân tử của nó Cũng tương tự như chất 56, phổ NMR của chất 76 cho cấu trúc phân tử là khung aurone với 3 vòng A, B và C Trên... methoxyaurone (chất 55 và chất 77) với các hiệu suất gần tương đương nhau Chất55 (89 % xúc tác acid; 91% xúc tác base); chất 77 (86 % xúc tác acid; 93% xúc tác base) - Cấu trúc các hợp chất tổng hợp được đã được chứng minh bằng các phương pháp phổ hổng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân - 1 chiều, 2 chiều HSQC, HMBC và phổ khối lượng Đã thử hoạt tính độc tế bào của một số sản phẩm mới tổng hợp được... một số sản phẩm mới tổng hợp được trên các dòng tế bào thường NIH/3T3 và 4 dòng tế bào ung thư MCF7, LU-1, KB và HepG2 Kết quả cho thấy chất 80 và chất 77 có mức hoạt tính tốt nhất với giá trị IC50 = 34.17 47.68 µg/ml trên các dòng tế bào nghiên cứu Các mẫu còn lại có hoạt tính yếu, hoặc không thể hiện hoạt tính ở các nồng độ nghiên cứu CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 1 Quoc Vuong Nguyen,... đóng vai trò tác nhân nucleophile tấn công vào carbon dương điện trong nhóm aldehyde tạo thành hợp chất ngưng tụ trung gian 3, Dưới tác dụng của base hợp chất trung gian này loại đi một phân tử nước cung cấp aurone tương ứng Trong môi trường acid các nhóm carbonyl C=O của cả benzofuranone và hợp chất benzaldehyde đều được hoạt hóa Hợp chất benzofuranone được hoạt hóa hình thành cấu trúc enol Giống như... Hz) và 7,4 ( d, J = 1,5 Hz) Ở vùng trường thơm còn có tín hiệu của proton olefin liên hợp δH 6,55 (s) Ngoài ra ở vùng trường thấp còn có 2 tín hiệu singlet của 2 proton thuộc 2 nhóm OH-phenol ở δH 9,18 và δH 9,6.Phổ 13C- NMR cho 17 tín hiệu của 17 cacbon phù hợp với số cacbon trong phân tử Ở vùng trường cao xuất hiện 2 tín hiệu của 2 cacbon của 2 nhóm OCH3 ở δc56,7 và 57,0 Tiếp theo là 14 tín hiệu của