Nghiên cứu bán tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất curcumin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HẢI QUỲNH NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CURCUMIN LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HẢI QUỲNH NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CURCUMIN LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC MÃ SỐ: 60720402 Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Hải PGS.TS Nguyễn Đình Luyện HÀ NỘI 2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Văn Hải - giảng viên môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội PGS.TS Nguyễn Đình Luyện - trưởng Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội - người thầy trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình giúp đỡ suốt trình nghiên cứu thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo anh chị kĩ thuật viên Bộ môn Công nghiệp Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội - giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho để hoàn thành đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu toàn thể thầy cô giáo trường Đại học Dược Hà Nội tạo điều kiện tốt cho suốt trình học tập trường Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè chỗ dựa tinh thần vững chắc, nguồn động viên to lớn sống trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Thị Hải Quỳnh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CURCUMIN 1.1.1 Cấu trúc phân tử curcumin 1.1.2 Tính chất hóa lý 1.1.3 Độ ổn định 1.1.4 Sinh khả dụng curcumin 1.2 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA DẪN CHẤT CURCUMIN 1.2.1 Tác dụng chống oxy hóa 1.2.2 Tác dụng kháng khuẩn, chống ký sinh trùng 1.2.3 Tác dụng chống ung thư 12 1.2.4 Tác dụng ức chế enzym integrase HIV–1 13 1.2.5 Tác dụng chống viêm 14 1.3 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI HÓA HỌC CẢI THIỆN ĐỘ TAN CỦA CURCUMIN 15 1.4 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HƢỚNG NGHIÊN CỨU 19 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 NGUYÊN LIỆU – HÓA CHẤT 21 2.2 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ 22 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23 2.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.4.1 Tổng hợp hóa học, tinh chế sản phẩm 23 2.4.2 Kiểm tra sơ độ tinh khiết 25 2.4.3 Xác định cấu trúc hóa học 25 2.4.4 Xác định độ tan 25 2.4.5 Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm 26 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 3.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 28 3.1.1 Tổng hợp dẫn chất 4,4-dimethoxycarbonylmethyl-O,O’-dimethoxycarbonylmethyl-curcumin (QH-1) 28 3.1.2 Tổng hợp dẫn chất 4,4-diethoxycarbonylmethyl-O,O’-diethoxycarbonyl- methyl-curcumin (QH-2) 29 3.1.3 Tổng hợp dẫn chất 4,4-bis(carboxymethyl)-O,O’-bis(carboxymethyl)curcumin (QH-4) 29 3.1.4 Tổng hợp tetranatri 4,4-bis(carboxylatomethyl)-O,O’-bis(carboxylatomethyl)curcumin (QH-5) 31 3.1.5 Tổng hợp di-O-(2-hydroxylethyl)-curcumin (QH-3) 32 3.1.6 Tổng hợp di-O-acetyl curcumin (QH-6) 34 3.1.7 Tổng hợp di-O- propionyl curcumin (QH-7) 35 3.1.8 Tổng hợp di-O-butyryl curcumin (QH-8) 36 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC 36 3.2.1 Xác định cấu trúc sản phẩm QH-1 36 3.2.2 Xác định cấu trúc sản phẩm QH-2 38 3.2.3 Xác định cấu trúc sản phẩm QH-3 40 3.2.4 Xác định cấu trúc sản phẩm QH-4 41 3.2.5 Xác định cấu trúc sản phẩm QH-5 44 3.2.6 Xác định cấu trúc sản phẩm QH-6 46 3.2.7 Xác định cấu trúc sản phẩm QH-7 47 3.2.8 Xác định cấu trúc sản phẩm QH-8 49 3.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ TAN 51 3.4 THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM 52 3.4.1 Tiến hành 52 3.4.2 Kết thực nghiệm 53 3.5 BÀN LUẬN 57 3.5.1 Về tổng hợp hóa học 57 3.5.1.1 Về bán tổng hợp QH-1 QH-2 57 3.5.1.2 Về phản ứng thủy phân tạo QH-4 tạo muối natri QH-5 58 3.5.1.3 Về phản ứng tổng hợp dẫn chất QH-3 59 3.5.1.4 Về phản ứng tạo dẫn chất QH-6, QH-7, QH-8 59 3.5.2 Về xác định cấu trúc 59 3.5.2.1 Về cấu trúc QH-1 QH-2 59 3.5.2.2 Về cấu trúc QH-3 60 3.5.2.3 Về cấu trúc QH-4 62 3.5.2.4 Về cấu trúc QH-5 63 3.5.2.5 Về cấu trúc QH-6, QH-7, QH-8 64 3.5.3 Về xác định độ tan hoạt tính sinh học 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 Kết luận 67 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AAPH 2,2-azobis(2-amidinopropan) AR Loại dùng cho phân tích (Analytical grade) H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H - Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy) 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C - Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy) BDMC Bisdemethoxycurcumin COX Cyclooxygenase CTPT Công thức phân tử DMC Demethoxycurcumin DMF Dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxide DPPH 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl đvC Đơn vị cacbon EC50 Nồng độ tác dụng 50% đối tượng thử (Effective concentration) eq Đương lượng (Equivalent) EtOH Ethanol h Giờ H pylori Helicobacter pylori HHC hexahydrocurcumin HIV Virus gây suy giảm miễn dịch người (Human immunodeficiency virus) HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao (High-performance liquid chromatography) Hpư Hiệu suất phản ứng IC50 Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Inhibitory concentration) IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) LOX Lipoxygenase MC Mẫu chuẩn MeOH Methanol MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) OHC octahydrocurcumin PEG polyethylenglycol Rf Hệ số lưu giữ (Retension factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng t Thời gian T°nc Nhiệt độ nóng chảy THC Tetrahydrocurcumin VSV Vi sinh vật DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hoạt tính kháng M.tuberculosis H37Ra số dẫn chất demethyl hóa, alkyl hóa curcuminoid Bảng 1.2 Hoạt tính ức chế Trypanosoma Leishmania (EC50) số dẫn chất curcuminoid nghiên cứu C Changtam cộng 11 Bảng 1.3 Giá trị IC50 dẫn chất Curcumin nghiên cứu Mazumder cộng 14 Bảng 2.1 Nguyên vật liệu 22 Bảng 2.2 Danh mục thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 22 Bảng 2.3 Giống vi sinh vật kiểm định 27 Bảng 3.1 Kết phân tích phổ IR (KBr) QH-1 37 Bảng 3.2 Kết phân tích phổ ESI-MS (MeOH) QH-1 37 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ 1H-NMR (500 MHz, aceton-d6) QH-1 38 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ IR (KBr)của QH-2 39 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ ESI-MS (MeOH) QH-2 39 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) QH-2 40 Bảng 3.7 Kết phân tích phổ IR (KBr) QH-3 40 Bảng 3.8 Kết phân tích phổ ESI-MS (MeOH) QH-3 41 Bảng 3.9 Kết phân tích phổ 1H-NMR (500 MHz, CD3OD) QH-3 41 Bảng 3.10 Kết phân tích phổ IR (KBr) QH-4 42 Bảng 3.11 Kết phân tích phổ ESI-MS (MeOH) QH-4 42 Bảng 3.12 Kết phân tích phổ 1H-NMR (500 MHz, aceton-d6) QH-4 43 Bảng 3.13 Kết phân tích phổ 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) QH-4 43 Bảng 3.14 Kết phân tích phổ IR (KBr) QH-5 44 Bảng 3.15 Kết phân tích phổ ESI-MS (MeOH) QH-5 44 Bảng 3.16 Kết phân tích phổ 1H-NMR (500MHz, D2O) QH-5 45 Bảng 3.17 Kết phân tích phổ 13C-NMR (125 MHz, D2O) QH-5 45 Bảng 3.18 Kết phân tích phổ IR (KBr) QH-6 46 Bảng 3.19 Kết phân tích phổ ESI-MS (MeOH) QH-6 46 Bảng 3.20 Kết phân tích phổ 1H-NMR (500MHz, MeOD) QH-6 47 Bảng 3.21 Kết phân tích phổ IR (KBr) QH-7 48 Bảng 3.22 Kết phân tích phổ ESI-MS (MeOH) QH-7 48 Bảng 3.23 Kết phân tích phổ 1H-NMR (500MHz, MeOD) QH-7 49 Bảng 3.24 Kết phân tích phổ IR (KBr) QH-8 50 Bảng 3.25 Kết phân tích phổ ESI-MS (MeOH) QH-8 50 Bảng 3.26 Kết phân tích phổ 1H-NMR (500MHz, MeOD) QH-8 51 Bảng 3.27 Kết xác định độ tan 52 Bảng 3.28 Kết thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 54 Bảng 3.29 Kết thử tác dụng kháng khuẩn QH-3 nồng độ 10, 50, 100, 170 µg/mL 55 Bảng 3.30 Kết thử tác dụng kháng khuẩn QH-4 nồng độ 10, 50, 100 µg/mL 56 Bảng 3.31 Kết thử tác dụng kháng khuẩn QH-5 nồng độ 10, 50, 100 µg/mL 57 Bảng 3.32 Tóm tắt kết xác định độ tan, logP hoạt tính kháng khuẩn 65 Phụ lục 35: Phổ 1H- NMR sản phẩm QH-6 Phụ lục 36: Phổ 1H- NMR giãn sản phẩm QH-6 Phụ lục 37: Phổ IR sản phẩm QH-7 Phụ lục 38: Phổ ESI-MS sản phẩm QH-7 Phụ lục 39: Phổ 1H- NMR sản phẩm QH-7 Phụ lục 40: Phổ 1H- NMR giãn sản phẩm QH-7 Phụ lục 41: Phổ 1H- NMR giãn sản phẩm QH-7 Phụ lục 42: Phổ IR sản phẩm QH-8 Phụ lục 43: Phổ ESI-MS sản phẩm QH-8 Phụ lục 44: Phổ 1H- NMR sản phẩm QH-8 Phụ lục 45: Phổ 1H- NMR giãn sản phẩm QH-8 Phụ lục 46: Phổ 1H- NMR giãn sản phẩm QH-8 Phụ lục 47: Phổ Phổ ESI-MS-negative sản phẩm thủy phân QH-1 môi trường kiềm Phụ lục 48: Phổ 1H- NMR sản phẩm thủy phân QH-1 môi trường kiềm Phụ lục 49: Phổ 1H- NMR giãn sản phẩm thủy phân QH-1 môi trường kiềm