Khảo sát phản ứng hydroxyethyl hóa quercetin

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI VƢƠNG THỊ NGỌC MÃ SINH VIÊN: 1101370 KHẢO SÁT PHẢN ỨNG HYDROXYETHYL HÓA QUERCETIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI – 2016 BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI VƢƠNG THỊ NGỌC MÃ SINH VIÊN: 1101370 KHẢO SÁT PHẢN ỨNG HYDROXYETHYL HÓA QUERCETIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hải Nơi thực : Bộ môn Công nghiệp Dƣợc - Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội HÀ NỘI - 2016 LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Văn Hải, người trực tiếp hướng dẫn tôi, theo sát trình thực nghiệm, cho học quý báu, lời động viên chân thành, tạo điều kiện tốt để hoàn thành khóa luận ôi xin chân thành cảm ơn thầ cô ộ môn ông nghiệp PGS TS Nguyễn Đình Luyện, Th.S Nguyễn Văn Giang, Th nh c a t môn c, đ c biệt N Phan Ti n ng h p Hóa dư c nhiệt tình gi p đ tạo điều kiện tốt để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp nà rong trình thực nghiệm, c ng ma mắn nhận đư c gi p đ c a cán c a ph ng Phân t ch ph - Khoa Hóa học - Đại học khoa học tự nhiên, cán c a Viện công nghệ dư c phẩm quốc gia, tập thể cán giảng viên c a trường Đại học c Hà Nội nhiệt tình tạo điều kiện cho hoàn thành khóa luận ôi c ng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bạn bè, gia đình động viên, kh ch lệ tôi, để vư t qua khó khăn, hoàn thành khóa luận Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngà 12 tháng năm 2016 Sinh viên Vƣơng Thị Ngọc MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan quercetin 1.1.1 Công thức phân tử quercetin 1.1.2 Tính chất vật lí quercetin 1.1.3 Tính chất hóa học quercetin 1.1.4 Một số phƣơng pháp điều chế quercetin từ rutin 1.2 Tác dụng sinh học quercetin 1.3 Tác dụng sinh học số dẫn chất alkyl hóa quercetin 1.3.1 Dẫn chất 7-O-butylquercetin (BQ) 7-O-geranylquercetin (GQ) 1.3.2 Dẫn chất 3’-O-methyl quercetin 4’-O-methyl quercetin 10 1.3.3 Dẫn chất 3’-hydroxyethyl quercetin dẫn chất 4’-hydroxyethyl quercetin 11 1.4 Một số phản ứng hydroxyethyl hóa 12 1.4.1 Phản ứng hydroxyethyl hóa rutin 12 1.4.2 Phản ứng hydroxyethyl hóa quercetin 13 CHƢƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Nguyên liệu, thiết bị 15 2.2 Nội dung nghiên cứu 16 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 17 2.3.1 Tổng hợp hóa học 17 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp đƣợc 17 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 19 3.1 Tinh chế rutin điều chế quercetin 19 3.1.1 Tinh chế rutin 19 3.1.2 Điều chế quercetin phản ứng thủy phân rutin môi trƣờng acid…………… 19 3.2 Hydroxyethyl hóa quercetin tác nhân 2-bromoethanol dung môi hữu ……………………………………………………………………………21 3.2.1 Tính chọn lọc phản ứng nhóm -OH phenol quercetin 21 3.2.2 Khảo sát tỉ lệ mol 2-bromoethanol : quercetin cho phản ứng hydroxyethyl hóa quercetin dung môi DMF 24 3.2.3 Khảo sát tỉ lệ mol K2CO3 : quercetin cho phản ứng hydroxyethyl hóa quercetin dung môi DMF 25 3.2.4 Khảo sát nhiệt độ tối ƣu cho phản ứng hydroxyethyl hóa quercetin dung môi DMF 28 3.2.5 Khảo sát thời gian thích hợp cho phản ứng hydroxyethyl hóa quercetin dung môi DMF 31 3.2.6 Khảo sát dung môi cho phản ứng hydroxyethyl hóa quercetin 34 3.3 Hydroxyethyl hóa quercetin tác nhân 2-cloroethanol dung môi kiềm nƣớc 39 3.4 Xác định cấu trúc hóa học 44 3.4.1 Xác định cấu trúc sản phẩm NV-1 (dẫn chất nhóm hydroxyethyl quercetin) 44 3.4.2 Xác định cấu trúc dẫn chất NV-2 (dẫn chất nhóm hydroxyethyl quercetin) 47 3.5 Bàn luận 49 3.5.1 Bàn luận cấu trúc dẫn chất NV-1 49 3.5.2 Bàn luận cấu trúc dẫn chất NV-2 50 3.5.3 Bàn luận phản ứng hydroxyethyl hóa quercetin 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT H - NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance spectrometry (Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton) CTPT Công thức phân tử DMF N,N-Dimethylformamid đvC Đơn vị cacbon g Gam H Hiệu suất phản ứng IR Infrared spectrometry (Phổ hồng ngoại) MeOH Methanol MS Mass spectrometry (Phổ khối lƣợng) Rf Retention factor (Hệ số lƣu giữ) SKLM Sắc ký lớp mỏng m Khối lƣợng sản phẩm mL Mililit NV-1 3,3’,5-trihydroxy -4’,7-dihydroxyethoxy flavon (dẫn chất nhóm hydroxyethyl quercetin) NV-2 5-hydroxy-3,3’,4’,7-tetrahydroxyethoxy flavon (dẫn chất nhóm hydroxyethyl quercetin) M Phân tử lƣợng cAMP Cyclic adenosine monophosphate ADP Andenosin triphosphate h DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Kết phân tích ph H-NMR… Bảng anh mục ngu ên vật liệu sử dụng 15 Bảng 2 anh mục dụng cụ, thiết bị 16 Bảng Kết trình tinh chế rutin 19 Bảng Kết phản ứng điều chế quercetin từ rutin 20 Bảng 3 Kết khảo sát ảnh hưởng c a tỉ lệ mol 2-bromoethanol : quercetin đến lư ng sản phẩm NV-1 NV-2 tạo thành dung môi DMF 25 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng c a tỉ lệ mol K2CO3 : quercetin đến lư ng sản phẩm NV-1 tạo thành dung môi MF… 26 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng c a tỉ lệ mol K2CO3: quercetin đến lư ng sản phẩm NV -2 tạo thành dung môi DMF 28 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng c a nhiệt độ đến lư ng sản phẩm NV-1 tạo thành dung môi DMF 29 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng c a nhiệt độ đến lư ng sản phẩm NV-2 tạo thành dung môi DMF 31 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng c a thời gian đến lư ng sản phẩm NV-1 tạo thành dung môi DMF 32 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng c a thời gian đến lư ng sản phẩm NV-2 tạo thành dung môi DMF 33 Bảng 10 Khảo sát ảnh hưởng c a dung môi đến sản phẩm tạo thành 34 Bảng 11 Một số điều kiện cho phản ứng h drox eth l hóa quercetin dung môi hữu 35 Bảng 12 Kết khảo sát ảnh hưởng c a tỉ lệ mol 2-cloroethanol : quercetin đến lư ng sản phẩm NV -1 tạo thành dung môi kiềm nước 41 Bảng 13 Kết khảo sát ảnh hưởng c a tỉ lệ mol NaOH : quercetin đến lư ng sản phẩm NV -1 tạo thành dung môi kiềm nước 42 Bảng 3.14 Kết khảo sát ảnh hưởng c a nhiệt độ đến lư ng sản phẩm NV -1 tạo thành dung môi kiềm nước 43 Bảng 15 Một số điều kiện đư c lựa chọn cho phản ứng h drox eth l hóa quercetin dung môi kiềm nước 43 Bảng 16 Kết phân t ch ph ESI - MS (MeOH) c a NV- 44 Bảng 17 Kết phân t ch ph H-NMR c a dẫn chất NV-1 45 Bảng 18 Kết phân t ch ph IR c a dẫn chất NV-1 45 Bảng 19 Kết phân t ch ph Bảng 20 Kết phân t ch ph I - MS (MeOH) c a NV-2 46 H - NMR (500 MHz, methanol) c a NV - 47 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 ông thức phân tử c a quercetin Hình 1.2 Phản ứng ox hóa quercetin thành quinon Hình 1.3 đồ phản ứng mở vòng γ-pyron Hình 1.4 Phản ứng th phân c a isoflavon Hình 1.5 Phản ứng khử quercetin kim loại Mg môi trường HCl Hình 1.6 Phản ứng điều chế quercetin từ rutin Hình 1.7 đồ phản ứng h drox eth l hóa rutin với tác nhân 2-cloroethanol 12 Hình 1.8 đồ phản ứng h drox eth l hóa rutin với tác nhân ethylenoxyd 12 Hình 1.9 ng h p dẫn chất h drox eth l hóa c a quercetin với tác nhân ethylencarbonat………………………………………………………………………………… 13 Hình 1.10 ng h p dẫn chất h drox eth l hóa c a quercetin với tác nhân 2cloroethanol 14 Hình 3.1 Phản ứng th phân rutin tạo quercetin 19 Hình 3.2 tự ưu tiên O-meth l hóa quercetin methyl bromid 21 Hình 3.3 Hình ảnh sắc k hỗn h p phản ứng h drox eth l hóa quercetin 2bromoethanol 23 Hình 3.4 H drox eth l hóa quercetin tác nhân 2-bromoethanol 24 Hình 3.5 Phản ứng h drox eth l hóa quercetin tạo dẫn chất NV-1 dung môi DMF 26 Hình 3.6 Phản ứng h drox eth l hóa quercetin tạo dẫn chất NV-2 dung môi DMF 27 Hình 3.7 Phản ứng h drox eth l hóa quercetin tạo dẫn chất NV-1 dung môi DMF 28 Hình 3.8 Phản ứng h drox eth l hóa quercetin tạo dẫn chất NV-2 dung môi DMF 30 Hình 3.9 Phản ứng h drox eth l hóa quercetin tạo dẫn chất NV-1 dung môi DMF 31 Hình 3.10 Phản ứng h drox eth l hóa quercetin tạo dẫn chất NV-2 dung môi DMF 33 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Y tế (2002), c điển Việt Nam, NXB Y học, tập 3, tr.378-379 Đỗ Huy Bích, Đặng Quang Chung, Bùi Xuân Chung, Nguyến Thƣợng Dong, Đỗ Trung Đàm, Trần Hoàn, Phạm Văn Hiển, â thuốc động vật làm thuốc Việt Nam, NXB KH &KT, tập 1, tr 971-976 Đỗ Tất Lợi (1999), Những câ thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB Y học, tr.298299, 287-289 Hoàng Đình Hợp (2002), Nghiên cứu kĩ thuật chiết xuất Rutin từ H e hoa, tr.1011, Khóa luận tốt nghiệp Dƣợc sĩ , Trƣờng Đại Học Dƣợc Hà Nội, Hà Nội Hồ Việt Anh, Hoàng Thị Kim Dung, Nguyễn Ngọc Hạnh, Nguyễn Thị Thu Hƣơng, Nguyễn Cửu Khoa (2006), “So sánh hoạt tính chống oxi hóa số flavonoid (dạng glucosid dạng genin) chiết từ hòe hoa vỏ quýt”, ạp ch c liệu,5, tr.185-188 Kiều Mai Dung (2002), Khảo sát ảnh hưởng c a nhiệt độ đến hàm lư ng Rutin Hòe hoa, tr 8-9, Khóa luận tốt nghiệp Dƣợc sĩ, Trƣờng Đại Học Dƣợc Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Mạnh Cƣờng, Nguyễn Thị Hạnh, Nguyễn Bích Thuận, Nguyễn Văn Tuyến, Trần Văn Sung (2002), “Bƣớc đầu nghiên cứu thành phần hóa học Ficus semicordata”, ạp ch hóa học, 3, tr 69-71 Nguyễn Thị Hoàng Anh (2008), Nghiên cứu bán t ng h p troxerutin từ rutin, tr.13-65, Luận văn Thạc sĩ Dƣợc học, Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội Nguyễn Thị Tố Nga (2005), Nuôi cấ mô sẹo để thu hoạt chất thử nghiệm động vật tác dụng bảo vệ gan, chống oxi hóa c a il marin từ câ c gai 10 Nguyễn Văn Đậu (2001), “Đóng góp vào việc nghiên cứu flavonoid nụ hòe”, ạp ch c học, 304, tr 13-14 55 11 Nhiều tác giả (2004), ài giảng dư c liệu, NXB Hà Nội, tập 1, tr.290 – 293 56 Tiếng Anh 12 Clerc E et al (1976),“Regioselektive-O- Hydroxyethylierung von Quercetin”, Arch Pharm (Weinheim), Berlin pp 747-753 13 Guang - R X et al (2007),“In situ Spectroelectrochemical Study of Quercetin Oxidation and Complexation with Metal Ión in Acidic Solutions”, Bull Korean Chem, 28, pp 889-892 14 Han L et al, “O-Alkylated derivatives of quercetin induce apoptosis of MCF-7 cells via a caspase-independent mitochondrial pathway”, Chemico-biological Interactions, Dalian Medical University pp 91-98 15 Hasler N et al (2014), “Venoruton metabolites: pharmacological activity and kinetics”, Journal of the Royal Society of Medicine, pp 240-350 16 http: /www.pdrhealth.com/drug – info 17 Joseph R et al (2015), design, synthesis and evaluation of quercetin analogues and derivatives intended towards the treatment of prostate cancer, California State University.pp 30-50 18 Lieser F et al (1957), Lehrbuch der Organishen Chemie, Verlag Chemie, GMBH, Weinheim/Bergstr, pp 950 – 952 19 Szhi H et al (2014), “synthesis, biological evaluation and SAR analysis of O alkylated analogs of Quercetin for anticancer”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, pp 4424-4427 57 PHỤ LỤC Phụ lục Phổ MS+ cuả dẫn chất NV-1 Phụ lục Phổ MS- dẫn chất NV-1 Phụ lục Phổ 1H-NMR giãn dẫn chất NV-1 Phụ lục Phổ 1H-NMR giãn dẫn chất NV-1 Phụ lục Phổ 1H-NMR dẫn chất NV-1 Phụ lục Phổ IR dẫn chất NV-1 Phụ lục Phổ MS+ cuả dẫn chất NV-2 Phụ lục Phổ MS- dẫn chất NV-2 Phụ lục Phổ 1H-NMR giãn dẫn chất NV-2 Phụ lục 10 Phổ 1H-NMR giãn dẫn chất NV-2 Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR dẫn chất NV-2 58 Phụ lục Phổ MS+ dẫn chất NV-1 59 Phụ lục Phổ MS- dẫn chất NV-1 60 Phụ lục Phổ 1H-NMR giãn dẫn chất NV-1 61 Phụ lục Phổ 1H-NMR giãn dẫn chất NV-1 62 Phụ lục 5.Phổ 1H-NMR dẫn chất NV-1 63 Phụ lục Phổ IR dẫn chất NV-1 64 Phụ lục Phổ MS+ cuả dẫn chất NV-2 65 Phụ lục Phổ MS - dẫn chất NV-2 66 Phụ lục Phổ 1H-NMR giãn dẫn chất NV-2 67 Phụ lục 10 Phổ H-NMR giãn dẫn chất NV-2 68 Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR dẫn chất NV-2