Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline a phân lập từ cây cơm rượu trái hẹp (glycosmis stenocarpa) ở việt nam và đánh giá hoạt tính sinh học của chúng

Hướng thứ hai là tạo ra các dẫn xuất ưa nước bằng cách can thiệp hóa học thuần túy trong đó hướng tổng hợp ra các dẫn xuất lai cũng rất được quan tâm nghiên cứu, sự hấp dẫn và điểm thuận

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng có ai công bố trong các công trình nghiên cứu trước đây Toàn bộ các thông tin trích dẫn trong Luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc xuất xứ

NGHIÊN CỨU SINH

Lê Đức Anh

LỜI CẢM ƠN

Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lưu Văn Chính, PGS TS Lê Mai Hương Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện Luận

án này

Em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, các Cô, cán bộ Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giảng dạy, hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành các học phần và các chuyên đề trong Chương trình đào tạo

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể các cán bộ Phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Lãnh đạo Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Học viện Khoa học và công nghệ, Hội đồng khoa học, Bộ phận quản lý đào tạo và các phòng ban đã giúp đỡ, tạo điều kiên thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại cơ sở

Tôi cũng xin cảm ơn Đảng ủy, Lãnh đạo Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học

và Công nghệ quân sự, Bộ Quốc phòng và tập thể phòng Hóa sinh đã cho phép, tạo điều kiện về thời gian, thiết bị nghiên cứu, động viên tinh thần cho tôi trong quá trình học tập

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về carbazole alkaloid 3

1.1.1 Định nghĩa và lịch sử của Carbazole alkaloid 3

1.1.2 Carbazole alkaloid từ tự nhiên 3

1.1.2.1 Phân bố và nguồn carbazole alkaloid tự nhiên 3

1.1.2.2 Các dẫn xuất 3-methylcarbazole tự nhiên 4

1.2 Khái quát về murrayafoline A và dẫn xuất của chúng 8

1.2.1 Murrayafoline A 8

1.2.2 Tổng hợp carbazole alkaloid murrayafoline A 10

1.2.2.1 Sinh tổng hợp murrayafoline A 10

1.2.2.2 Tổng hợp toàn phần murrayafoline A 11

1.2.3 Tổng hợp một số dẫn xuất của murrayafoline A 16

1.2.4 Hoạt tính sinh học của murrayafoline A và các dẫn xuất 23

1.2.4.1 Hoạt tính chống ung thư 23

1.2.4.2 Hoạt tính tim mạch 25

1.2.4.3 Hoạt tính kháng khuẩn 28

1.2.4.4 Hoạt tính chống virus 29

1.2.4.5 Hoạt tính kháng viêm 29

1.2.4.6 Hoạt tính chống sốt rét 30

1.3 Khái quát về chalcone 31

1.3.1 Giới thiệu về chalcone 31

1.3.2 Phản ứng tổng hợp chalcone 32

1.3.2.1 Tổng hợp chalcone bằng phản ứng Claisen-Schmidt 32

1.3.2.2 Tổng hợp chalcone bằng phản ứng Wittig 33

1.3.2.3 Tổng hợp chalcone từ các bazơ Schiff 34

1.3.2.4 Tổng hợp chalcone từ các dẫn xuất cơ kim 34

1.3.2.5 Tổng hợp chalcone từ các dẫn xuất α, β-dibromchalcone 35

1.3.2.6 Tổng hợp bằng phản ứng quang hóa (Fries) 35

1.3.2.7 Tổng hợp chalcone từ các β-chlorovinyl ketone 36

1.3.2.8 Hoạt tính sinh học của chalcone 36

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

2.1 Đối tượng nghiên cứu 38

2.2 Phương pháp nghiên cứu 38

2.3 Hóa chất, thiết bị nghiên cứu 43

2.3.1 Hóa chất, dung môi 43

2.3.2 Thiết bị dùng cho nghiên cứu 43

2.4 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 43

2.4.1 Phương pháp thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào in vitro 43

2.4.2 Phương pháp đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của khối u trên thạch mềm 45

CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM 47

3.1 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2'-hydroxychalcone 47

3.1.1 Tổng hợp 5'-chloromethyl-2'-hydroxyacetophenone (85) 47

3.1.2 Tổng hợp 5ꞌ-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)methyl-2ꞌ-hydroxyacetophenone (86) 47 3.1.3 Tổng hợp các 5'-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)methyl-2'-hydroxychalcone 48

3 2 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 4'-hydroxychalcone thông qua cầu liên kết trimethylene 49

3.2.1 Tổng hợp các 4ꞌ-bromopropanoxychalcone 49

3.2.2 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A với các 4ꞌ-bromopropanoxychalcone 49

3 3 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2', 4'- dihydroxychalcone thông qua cầu liên kết 4-methylene-1-ethylene-1,2,3-triazole 50

3.3.1 Tổng hợp các 4'-(2-azidoethoxy)-2'-hydroxychalcone (104a-104g) 50

3.3.2 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2',4'-dihydroxychalcone thông qua cầu liên kết 4-methylene-1-ethylene-1,2,3-triazole 55

3.4 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A có mạch ngoài là β-amino alcohol 56

3.4.1 Tổng hợp 1-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)-2,3-epoxypropane (115) 56

3.4.2 Quy trình chung cho phản ứng mở vòng với các amin trong tổng hợp các dẫn xuất 116-130 57

3.5 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A với các amine thông qua cầu liên kết trimethylene 59

3.5.1 Tổng hợp dẫn xuất 3-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)propyl bromide 59

3.5.2 Tổng hợp hợp các dẫn xuất của murrayafoline A với các amine 59

3.5.3 Quy trình tổ hợp chung cho tổng hợp 131 với 5-fluorouaracil, thymine, uracil 60

3.5.4 Tổng hợp methyl 1-cyclopropyl-6-fluoro-7-(4-(3-(1-methoxy-3-methyl-9H-carbazol-9-yl)propyl) piperazin-1-yl)-4-oxo-1,4-dihydroquinoline-3-carboxylate (148) 61

3.5.5 Qui trình chung tổng hợp bismurrayafoline A 149 và tổ hợp của murrayafoline A với acridone 151 62

3.5.6 Tổng hợp murrayafoline A với các sesquiterpene 63

3.5.7 Tổng hợp các dẫn xuất khác của murrayafoline A 65

3.6 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A thông qua chuyển hóa nhóm -OCH3 67

3.6.1 Tổng hợp 1-hydroxy-3-methylcarbazole (29) 67

3.6.2 Qui trình chung cho phản ứng ester hóa 1-hydroxy-3- methylcarrbazole 68

3.6.3 Qui trình O-allyl hóa 1-hydroxy-3-methylcarbazole (172) 68

3.7 Đánh giá hoạt tính sinh học các dẫn xuất của murrayafoline A 69

3.7.1 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào các dẫn xuất của murrayafoline A 69

3.7.2 Đánh giá khả năng ức chế khối u trên thạch mềm 69

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 70

4.1 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2'-hydroxychalcone 70

4.2 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 4'-hydroxychalcone thông qua cầu liên kết trimethylene 77

4 3 Tổng hợp các tổ hợp của murrayafoline A và các 2',4'- dihydroxychalcone thông qua cầu liên kết 4-methylene-1-ethylene-1,2,3-triazole 82

4.4 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A có mạch ngoài là các β-amino alcohol 89

4.5 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A với các amine thông qua cầu liên kết trimethylene 98

4.6 Tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A thông qua chuyển hóa nhóm -OCH3 115

4.7 Thử nghiệm hoạt tinh sinh học của các dẫn xuất mới của murrayafoline A 121

4.7.1 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline A và các hydroxychalcone, các 1-ester và 1-alloxy 121

4.7.2 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất có mạch ngoài là các β-amino alcohol

123

4.7.3 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline A và các amine thông qua cầu liên kết trimethylene 125

4.7.4 Kết quả đánh giá khả năng ức chế khối u trên thạch mềm 127

V KẾT LUẬN 128

KIẾN NGHỊ 129

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN 131

TÀI LIỆU THAM KHẢO 132

PHỤ LỤC 145

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1.1: Cấu trúc của carbazole (1), murrayanine (2), 3-methylcarbazole (3) 3

Hình 1.1.2.2: Cấu trúc dẫn xuất carbazole 18 và 19 8

Hình 1.2.1: Cấu trúc murrayafoline A (8) 9

Hình 1.2.2.1: Sơ đồ sinh tổng hợp các dẫn xuất 3-methyl carbazole alkaloid 11

Hình 1.2.2.2.1: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 27 11

Hình 1.2.2.2.2: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A (8) đi từ hợp chất 30 12

Hình 1.2.2.2.3: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 34 12

Hình 1.2.2.2.4: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 39 13

Hình 1.2.2.2.5: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 45 13

Hình 1.2.2.2.6: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 47 14

Hình 1.2.2.2.7: Sơ đồ cải tiến tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 47 14

Hình 1.2.2.2.8: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 50 15

Hình 1.2.2.2.9: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 53 15

Hình 1.2.2.2.10: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 57 15

Hình 1.2.2.2.11: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 61 16

Hình 1.2.3.1: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất murrayanine 2 17

Hình 1.2.3.2: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 66 17

Hình 1.2.3.3: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất murrayquinone A 67 18

Hình 1.2.3.4: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 68, 69 19

Hình 1.2.3.5: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 72, 73 20

Hình 1.2.3.6: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 74 20

Hình 1.2.3.7: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 73, 76 21

Hình 1.2.3.8: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất nhờ chuyển hóa nhóm 1-OCH3 22

Hình 1.2.3.9: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất nhờ chuyển hóa nhóm -NH- 22

Hình 1.3.1: Cấu trúc tổng quát của chalcone 31

Hình 1.3.2.1.1: Sơ đồ tổng hợp chalcone bằng phản ứng Claisen-Schmids 32

Hình 1.3.2.1.2: Sơ đồ phản ứng phụ Canizaro 33

Hình 1.3.2.2: Sơ đồ tổng hợp chalcone bằng phản ứng Wittig 33

Hình 1.3.2.3: Sơ đồ tổng hợp chalcone từ các bazơ Schiff 34

Hình 1.3.2.4: Sơ đồ tổng hợp chalcone từ các dẫn xuất cơ kim 34

Hình 1.3.2.5: Sơ đồ tổng hợp chalcone từ các dẫn xuất α,β-dibromchalcone 35

Hình 1.3.2.6: Sơ đồ tổng hợp dihydroxychalcone bằng phản ứng quang hóa (Fries) 35

Hình 1.3.2.7: Sơ đồ tổng hợp chalcone từ các β-chlorovinyl ketone 36

Hình 2.2: Sơ đồ cơ chế phản ứng giữa azide và alkyne 40

Hình 4.1: Sơ đồ tổng hợp 6 dãy dẫn xuất mới của murrayafoline A 70

Hình 4.1.1: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất của murrayafoline A với các 2'-hydroxychalcone 72

Hình 4.1.2: Một phần phổ 1H-NMR của dẫn xuất 90 72

Hình 4.1.3: Một phần phổ HSQC của dẫn xuất 90 73

Hình 4.1.4: Một phần phổ HMBC của dẫn xuất 90 73

Hình 4.1.5: Công thức cấu tạo của dẫn xuất 90 74

Hình 4.2.1: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất của murrayafoline A với các 4'-hydroxychalcone 78

Hình 4.2.2: Một phần phổ 1H-NMR của dẫn xuất 97 78

Hình 4.2.3: Một phần phổ 13C-NMR của dẫn xuất 97 79

Hình 4.2.4: Phổ MS của dẫn xuất 97 79

Hình 4.2.5: Công thức cấu tạo của dẫn xuất 97 80

Hình 4.3.1: Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất của murrayafoline A và các 2', 4'- dihydroxychalcone 82

Hình 4.3.2: Một phần phổ HSQC của dẫn xuất 111 84

Hình 4.3.3: Một phần phổ HMBC của dẫn xuất 111 85

Hình 4.3.4: Công thức cấu tạo của dẫn xuất 111 85

Hình 4.4.1: Sơ đồ tổng hợp 1-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)-2,3-epoxypropane sử dụng m -CPBA 90

Hình 4.4.2: Sơ đồ mở vòng epoxy với các amine 91

Hình 4.4.3: Một phần phổ HSQC của dẫn suất 116 92

Hình 4.4.4: Một phần phổ HMBC của dẫn xuất 116 92

Hình 4.4.5: Công thức cấu tạo của dẫn xuất 116 93

Hình 4.5.1: Sơ đồ tổng hợp murrafoline A với các amine bậc hai 98

Hình 4.5.2: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A với 5-FU, các nucleobase 100

Hình 4.5.3: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A với ciprofloxacin 100

Hình 4.5.4: Sơ đồ tổng hợp biscarbazole 149, 151 101

Hình 4.5.5: Phổ 1H-NMR của dẫn xuất 143 102

Hình 4.5.6: Phổ 13C-NMR của dẫn xuất 143 102

Hình 4.5.7: Sơ đồ tổng hợp tổ hợp murrayafoline A với zerumbone 108

Hình 4.5.8: Sơ đồ tổng hợp tổ hợp murrayafoline A với artemisinin 108

Hình 4.5.9: Sơ đồ tổng hợp 161 110

Hình 4.5.10: Sơ đồ tổng hợp 2-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl) acetic acid (162) 111

Hình 4.5.11: Một phần phổ 1H-NMR của 163 111

Hình 4.5.12: Phổ 13C-NMR của 2-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl) acetic acid (162) 112

Hình 4.5.13: Công thức cấu tạo của 3-(1-methoxy-3-methyl-9H-carbazol-9-yl)propan-1-ol (163) 113

Hình 4.5.14: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 166 114

Hình 4.6.1: Quá trình tổng hợp các ester của murrayafoline A 115

Hình 4.6.2: Phổ 1H-NMR của (3-methyl-9H-carbazolyl-1)cinnamate (168) 116

Hình 4.6.3: Phổ 13C-NMR của (3-methyl-9H-carbazolyl-1)cinnamate (168) 117

Hình 4.6.4: Phổ MS của (3-methyl-9H-carbazolyl-1)cinnamate (168) 117

Hình 4.6.5: Cấu trúc của (3-methyl-9H-carbazolyl-1)cinnamate (168) 118

Hình 4.6.6: Sơ đồ tổng hợp 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) 119

Hình 4.6.7: Phổ 1H-NMR của 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) 119

Hình 4.6.8: Phổ 13C-NMR của 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) 120

Hình 4.6.9: Phổ MS của 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) 120

Hình 4.6.10: Cấu trúc của 1-(allyloxy)-3-methyl-9H-carbazole (172) 121

Hình 4.7.4: Hình ảnh khối u Hep-G2 trên thạch mềm không có và có xử lý với Meiso (116) 127

Bảng 4.2.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 4'-hydroxychalcone 80

Bảng 4.2.2: Dữ liệu phổ 13C-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 4'-hydroxychalcone 81

Bảng 4.3.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 2', 4'- dihydroxychalcone 86

Bảng 4.3.2: Dữ liệu phổ 13C-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A và 2', 4'- dihydroxychalcone88

Bảng 4.4.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR của các dẫn xuất murrayafoline A có mạch ngoài là các

Bảng 4.5.3: Dữ liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của dẫn xuất 157, 160 109

Bảng 4.7.1: Hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline A 121 Bảng 4.7.2: Hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline có mạch ngoài là các β-

amino alcohol 124

Bảng 4.7.3: Hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất murrayafoline và các amine thông qua cầu

liên kết trimethylene 125

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Các phương pháp sắc ký

TLC Thin Layer Chromatography: Sắc ký lớp mỏng

CC Column Chromatography: Sắc ký cột

Các phương pháp phổ

HMRS Hight resolution Mass Spectroscopy: Phổ khối lượng phân giải cao FT-ICRMS Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer

TOFMS Time-of-flight mass spectroscopy

ESI-MS Electrospray Ionization Mass Spectroscopy: Phổ khối ion hóa phun điện

IR Infrared Spectroscopy: Phổ hồng ngoại

UV Ultraviolet spectroscopy: Phổ tử ngoại

1H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng từ

hạt nhân proton

13C-NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng

từ hạt nhân carbon-13 DEPT Distortioless Enhancement by Polarisation Tranfer: Phổ DEPT

COSY Correlation Spectroscopy: Phổ tương tác hai chiều đồng hạt nhân 1H-1H HSQC Heteronuclear Single Quantum Correlation: Phổ tương tác hai chiều trực

tiếp dị hạt nhân HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation: Phổ tương tác đa liên kết hai

chiều trực tiếp dị hạt nhân s: singlet d: doublet t: triplet q: quartet qui: quintet m: multiplet dd: double doublet br: broad

Các chữ viết tắt khác

IC50 : Nồng độ tác dụng ức chế 50% sự tăng sinh của tế bào (Inhibitory

concentration of 50% of cell proliferation)

ED50 : Liều có hiệu quả 50% trên tổng số đối tượng thử nghiệm (effective dose

of 50%)

LD50 : Liều gây chết 50% trên tổng số đối tượng thử nghiệm (Lethal dose of 50%) MIC : Nồng độ ức chế tối thiểu- Minimmum inhibitory concentration

Tnc : Nhiệt độ nóng chảy

AZT : azidothymidine

DHA : Dihydroartermisinin

CoA : Coenzyme A

TBUT : Tế bào ung thư

Hep-G2 : Human Hepatocellular carcinoma: Dòng tế bào ung thư biểu mô gan người

RD : Human Rhabdommyo sacroma: Dòng tế bào ung thư cơ vân

LU : Lung cancer: Dòng tế bào ung thư phổi

FL : Human Uterine carcinoma: Dòng tế bào ung thư cổ tử cung

SW480 : Dòng tế bào ung thư đại tràng SW480

MCF-7 : Dòng tế bào ung thư vú MCF-7

P338 : Dòng tế bào ung thư bạch cầu chuột

MOLT : Dòng tế bào ung thư đại thực bào

PKC : Protein kinase C

HIV : Human immunodifciency virus type

FPP : Fanesyl diphosphate

ZSS1 : Enzyme α-humulene synthase

NF-κB : Nuclear factor-kappaB- yếu tố nhân κB

DMSO : Dimethyl sulfoxide

TMS : Tetramethyl silan

DMF : Dimethylformamide

THF : Tetrahydrofuran

EtOAc : Ethyl acetate

TCA : Trichloroacetic acid

PTSA : p-Toluensulfonic acid (pTsOH), tosylic acid (TsOH)

MỞ ĐẦU

Hiện nay, với sự phát triển không ngừng của hóa học hữu cơ nói chung và hóa hợp chất thiên nhiên nói riêng thì việc nghiên cứu ứng dụng các hợp chất thiên nhiên vào cuộc sống ngày càng được chú trọng, đặc biệt trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cộng đồng Các hợp chất thiên nhiên được tạo ra nhờ quá trình sinh tổng hợp một cách rất tinh vi trong thực động vật, bởi vậy các hợp chất này thường có những hoạt tính rất đặc biệt, chọn lọc, dễ dung nạp với cơ thể và ít tác dụng phụ Có thể nói rằng các hợp chất thiên nhiên là những chất dẫn đường rất hiệu quả, làm chúng ta rút ngắn được con đường đến với những thuốc sử dụng cho liệu pháp điều trị đích và tổng hợp toàn phần chúng

Đối với mỗi hoạt chất cụ thể, chúng ta cũng có nhiều cách tiếp cận khác nhau nhằm nâng cao giá trị sử dụng của nó Thông thường với các hoạt chất có độ phân cực trung bình, các nghiên cứu được tiến hành theo hai hướng với mục đích cải thiện tính tan của chúng Hướng thứ nhất là chuẩn bị dạng nano bằng cách bao các hoạt chất này bằng các vật liệu nano dễ tan trong nước, các vật liệu bao này đã được tổ chức FAO cho phép sử dụng trong y học như các dextrin, ethylene glycol , hướng này gần đây cũng được xem là hướng nghiên cứu có nhiều tiềm năng Hướng thứ hai là tạo ra các dẫn xuất

ưa nước bằng cách can thiệp hóa học thuần túy trong đó hướng tổng hợp ra các dẫn xuất lai cũng rất được quan tâm nghiên cứu, sự hấp dẫn và điểm thuận lợi của hướng này là chúng ta có thể lai ghép với các phần cấu trúc khác có hoạt tính tốt với chất nghiên cứu theo ý muốn trong đó chất nghiên cứu là chất có nhiệm vụ dẫn đường

Gần đây, các nhà khoa học đã khám phá rất nhiều hoạt tính sinh học của murrayafoline A, một carbazole alkaloid phân lập với khối lượng lớn từ loài cơm rượu

trái hẹp Glycosmis sternocapa, hoạt chất này thể hiện nhiều hoạt tính sinh học quí như

gây độc với nhiều dòng tế bào [28,68], có tác dụng tích cực lên tim mạch [70-76], tác dụng kháng viêm [66,82], kháng virus [77-80] với các cơ chế rõ ràng, đến thời điểm hiện tại các công bố về hoạt tính này vẫn đang tiếp tục Tuy vậy, để ứng dụng dẫn xuất này vào thực tiễn vẫn còn là dấu hỏi do khả năng tan kém trong nước, một số công trình

đã và đang nghiên cứu sử dụng hướng thứ nhất để cải thiện độ tan của murrayafoline A, theo hướng thứ hai một số dẫn xuất cũng đã được tổng hợp tuy nhiên các công bố vẫn

chưa nhiều Theo hướng này, đề tài của luận án đề cập tới tổng một số dẫn xuất lai giữa murrayafoline A và các thuốc generic hoặc các dẫn xuất có hoạt tính sinh học khác đã biết rõ cơ chế tác dụng sinh học, đánh giá hoạt tính gây độc tế bào để bổ sung các dữ liệu về hóa học và hoạt tính sinh học của hoạt chất này

Trên cơ sở tham khảo các tài liệu về murrayafoline A và các dẫn xuất của nó, chúng tôi phát hiện thấy hướng tổng hợp lai hóa với các hoạt chất khác vào các trung

tâm phản ứng -NH-, -OCH3 với số lượng không nhiều Vì vậy chúng tôi dặt ra mục tiêu của luận án:

• Chuyển hóa nhóm -NH- của carbazole này bằng cách lai hóa chúng với các

chalcone, sesquiterpene như artemisinin, zerumbone, PM, các amine dị vòng thông qua các cầu liên kết khác nhau

• Can thiệp hóa học vào các nhóm chức -OCH3 để tổng hợp các dẫn xuất mới (các ester và ether)

• Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các dẫn xuất tổng hợp được

• Thử nghiệm hoạt tính kháng u trên thạch mềm

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về carbazole alkaloid

1.1.1 Định nghĩa và lịch sử của Carbazole alkaloid

Carbazole (1) là một hợp chất hữu cơ dị vòng thơm, có cấu trúc gồm ba vòng

ngưng tụ, trong đó hai vòng benzen nằm ở hai bên của vòng pyrole chứa nhóm nitơ

Theo quy ước các vòng thơm của carbazole (1) được ký hiệu lần lượt là A, B và C, việc

đánh số cho nhóm carbon được bắt đầu từ vòng A Hầu hết nhóm carbazole đều là

9H-carbazole Năm 1872 Graebe và Glazer lần đầu tiên phân lập được carbazole (1) được

từ nhựa than đá [6], cấu trúc của (1) được mô tả dưới hình (1.1.1)

Hình 1.1.1: Cấu trúc của carbazole (1), murrayanine (2), 3-methylcarbazole (3)

Các hợp chất carbazole được phát hiện và phân lập từ thực vật vào những năm

1960 của thế kỷ trước và carbazole alkaloid đầu tiên được Chakraborty và cộng sự phân

lập từ thực vật là murrayanine (2), hợp chất này được tách ra từ bộ phận thân của loài

Murraya koenigii Spreng họ cam (Fam Rutaeae) hay còn gọi là “cây cà ri”, một loại

cây thuốc truyền thống nổi tiếng của Ấn Độ [7] Gần một thế kỷ sau, năm 1987 lần đầu

tiên Bhattacharyya và cộng sự mới công bố phân lập được carbazole đơn giản nhất (1)

từ loài Glycomis pentaphylla [8]

Sau khi hợp chất carbazole alkaloid đầu tiên được phân lập từ thực vật, các nhà khoa học bắt đầu tập trung vào nghiên cứu hoạt tính sinh học cũng như mở rộng tìm kiếm nguồn nguyên liệu nhằm cung cấp đủ các hợp chất này cho các mục đích nghiên cứu và ứng dụng

1.1.2 Carbazole alkaloid từ tự nhiên

1.1.2.1 Phân bố và nguồn carbazole alkaloid tự nhiên

Nguồn carbazole (1), methylcarbazole (3) và một số dẫn xuất chứa oxy của

3-methylcarbazole chủ yếu được phân lập từ thực vật bậc cao thuộc các chi Murraya,

Glycosmis và Clausena họ Rutaeae, hiện tại chi Murraya được biết đến là thực vật có

nguồn carbazole alkaloid phong phú nhất Ngoài ra, carbazole alkaloid còn được phân lập từ thực vật bậc thấp và từ một vài loài vi khuẩn Streptomyces khác nhau Năm 2002 Knölker thông báo nguồn carbazole alkaloid tự nhiên còn được tìm thấy ở tảo lục Hyella

caespitosa, ở một số loài nấm Aspergillus, một số loài vi khuẩn Actinomadura, và lớp

hải tiêu Didemnum granulatum [9]

Các nghiên cứu về hóa thực vật cũng cho thấy hầu hết các carbazole alkaloid phân lập từ họ cam (Rutaceae) đều có một nhóm thế chứa oxy gắn vào vị trí số 3 của khung carbazole và một nhóm chứa oxy gắn vào vị trí số 1 hoặc 2 Cấu trúc của các alkaloid này có thể biến đổi từ những carbazole có cấu trúc đơn giản thành các phân tử carbazole mới có chứa các hợp phần terpene gắn thêm vào [10]

1.1.2.2 Các dẫn xuất 3-methylcarbazole tự nhiên

Khi so sánh đặc điểm cấu trúc những carbazole alkaloid phân lập được từ thực

vật các nhà khoa học nhận thấy dẫn xuất 3-methylcarbazole (3) có thể được coi là chất

trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp nhiều dẫn xuất carbazole tự nhiên của

nó Các dẫn xuất của 3-methylcarbazole được tìm thấy ở các chi Clausena, Murraya,

Glycomis Trong đó, nhóm 3-methyl có thể được chuyển hóa thành các dạng dẫn xuất

chứa oxy như: -CH2OH, -CHO, -COOH, -COOMe [8,11] Từ cấu trúc cơ bản của methylcarbazole và các dẫn xuất của nó, người ta có thể chia các dẫn xuất 3-methylcarbazole thành các dạng dẫn xuất như sau: 3-methylcarbazole và một số dẫn

xuất tạo thành bởi các chuyển hóa của nhóm methyl và -NH-; Một số dẫn xuất

3-methylcarbazole có nhóm oxy hóa gắn trên khung carbazole ở vị trí số 1 có hoạt tính sinh học; Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm thế chứa oxy gắn ở vị trí số 2 của khung carbazole có hoạt tính sinh học; Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm chứa oxy gắn vào các vị trí khác của khung carbazole có hoạt tính sinh học; Các dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm chứa oxy gắn với nitơ ở vị trí số 9 của khung carbazole

và một số dẫn xuất 3-methylcarbazole thuộc nhóm carbazole-1,4-quinone alkaloid

* 3-methylcarbazole và một số dẫn xuất tạo thành bởi các chuyển hóa của nhóm methyl và -NH- điển hình

Tên loài Nhóm chất phân lập được Hoạt tính tham khảo Tài liệu

[13,14,15] [16,17,18]

(7)

(7) Có khả

năng kháng hai dòng tế bào ung thư B16 và P338 trên chuột

[17]

* Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm oxy hóa gắn trên khung carbazole

ở vị trí số 1 có hoạt tính sinh học điển hình

Đối với nhóm chất 3-methylcarbazole có nhóm chứa oxy gắn trực tiếp vào khung

carbazole ở vị trí số 1 được tìm thấy chủ yếu ở chi Murraya (họ Rutaceae) phân bố nhiều trên khu vực Nam Á Trong các bài thuốc dân gian, lá và vỏ của cây Murraya được sử

dụng để chữa các bệnh về mất cảm giác, dùng để gây tê, điều trị eczema (bệnh tràm bội nhiễm), thấp khớp và bệnh phù nước

Tên loài Nhóm chất phân lập được Hoạt tính tham khảo Tài liệu

[23,26,27] [28]

Clausena heptaphylla

Clausenal (9) Có khả năng

kháng vi khuẩn gram (-), gram (+)

[32]

C excavata

Clausine D (12)

Hoạt tính chống ung thư TPA

[33]

* Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm oxy hóa gắn trên khung carbazole

ở vị trí số 2 có hoạt tính sinh học điển hình

Tên loài Nhóm chất phân lập được Hoạt tính tham khảo Tài liệu

G pentaphylla

Glycozolidol (13)

Có khả năng kháng nhiều loại

vi khuẩn gram (+), gram (-)

[34]

C excavata

Clausine B (14)

Có khả năng làm tan nhanh cục máu đông

và là nguyên nhân gây co mạch

[36]

R1 = prenyl; R2 = H; R3 = H

Có hoạt tính kháng lao chủng H37Rv thuộc loài

Mycobacterium tuberculosis

[37]

* Các dẫn xuất 3-methylcarbazole có nhóm chứa oxy gắn với nitơ ở vị trí số 9 của khung carbazole

Cho đến nay nhóm chất 3-methylcarbazole phân lập từ thực vật có nhóm thế chứa

oxy gắn với nitơ ở vị trí số 9 được công bố rất hạn chế Năm 1988,

N-methoxy-3-formylcarbazole (3-formyl-9-methoxycarbazole) (18) là chất đầu tiên được Furukawa

và cộng sự phân lập từ tự nhiên trong vỏ rễ loài M euchrestifolia [19] Bốn năm sau, nhóm này tiếp tục công bố phân lập được dẫn xuất N-methoxy-3-

hydroxymethylcarbazole (3-hydroxymethyl-9-methoxycarbazole) (19) trên đối tượng

M euchrestifolia [38] Đến thời điểm hiện tại, chưa có thêm công bố nào về dẫn xuất

mới thuộc nhóm này

Hình 1.1.2.2: Cấu trúc dẫn xuất carbazole 18 và 19

* Một số dẫn xuất 3-methylcarbazole thuộc nhóm carbazole-1,4-quinone alkaloid

Các carbazole-1,4-quinone đại diện cho một nhóm carbazole alkaloid quan trọng

có nhiều hoạt tính sinh học, ngoài ra các hợp chất này còn được sử dụng như là chất trung gian trong chuyển hóa carbazole thành các dẫn xuất [39,40] Trừ clausenaquinone

A, tất cả các carbazole-1,4-quinone phân lập từ các nguồn có trong tự nhiên đều có cấu trúc 3-methylcarbazole-1,4-quinone Ở thực vật, carbazole-1,4-quinone alkaloid được

tìm thấy chủ yếu từ chi Murraya (Rutaceae) Năm 1983, Furukawa và cộng sự lần đầu

tiên phân lập đươc murrayaquinone A (20) từ vỏ rễ của M euchrestifolia thu ở Đài Loan

[26,27] Trong những năm tiếp theo, nhóm của Furukawa tiếp tục công bố kết quả phân

lập các dạng dẫn xuất khác nhau của carbazole-1,4-quinone từ rễ, vỏ thân cây M

euchrestifolia như: murrayaquinone B (21), murrayaquinone C (22) [26,27],

murrayaquinone D (23) [27], và murrayaquinone E (24) [39] Đến năm 1998, Saha và Chowdhury công bố phân lập được koeniginequinone A (25) và koeniginequinone B

(26) từ vỏ thân loài M koenigii [40], điều thú vị là các chất này lần đầu tiên được phát

hiện thấy từ loài thực vật này

1.2 Khái quát về murrayafoline A và dẫn xuất của chúng

1.2.1 Murrayafoline A

Cũng giống như các carbazole khác, murrayafoline A là một carbazole alkaloid

có 3 vòng ngưng tụ trong đó vòng ở giữa là vòng pyrole, một vòng benzene có chứa các nhóm thế methoxy và methyl ở các vị trí 1 và 3 Murayafoline A có công thức phân tử

là C14H13ON (MS: 211), tên hóa học 1-methoxy-3-methyl-9H-carbazole, công thức cấu

tạo như sau:

Hình 1.2.1: Cấu trúc murrayafoline A (8)

Murrayafoline A là chất rắn màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 52-53oC, không tan trong nước, tan tốt trong methanol, acetone, dichloromethane…

Murrayafoline A có đặc điểm phổ như sau: UV λmax 225, 243, 251 (sh), 292,

330, 334 (sh) nm (1-oxygen carbazole) IR νmax 3480 cm-1 1H NMR: δ 7,96 (H, N-H); δ

7,87 (d, J = 8 Hz) tương ứng với H-5 ở vòng carbon không thế; 3H tương ứng với δ

6,9-7,3 (overlap) Tín hiệu của nhóm thế methoxy có độ chuyển dịch hóa học δ 3,76 và nhóm methyl δ 2,40; Tín hiệu của H-4 và H-2 có độ chuyển dịch hóa học tương ứng là 7,33 và 6,55; các nhóm methoxy và methyl gắn với các nguyên tử carbon C-1 và C-3, hai nhóm này có độ dịch chuyển hóa học lần lượt là 3,76 và 2,40 ppm [27]

Nguồn cung cấp murrayafoline A chủ yếu từ chi Murraya, một số loài thuộc chi này được phân bố rộng rãi ở khu vực Nam Á, trong y học dân tộc chúng thường được

sử dụng trong các bài thuốc điều trị nhiều bệnh như đau đầu, đau răng, đau dạ dày, bệnh cúm, bệnh thấp khớp, sốt rét, giảm đau, viêm não, côn trùng và rắn cắn Ở Ấn Độ

Murraya euchrestifolia Hayata được sử dụng như là gia vị tự nhiên cho món cà ri còn ở

khu vực Đông Nam Á, vỏ, lá và quả của M paniculata được sử dụng để giải nhiệt Chi

Murraya thuộc họ Rutaceae (họ cam) rất giàu carbazole alkaloid, ngoài ra một số

carbazole alkaloid trong đó có murrayafoline A còn được phát hiện từ một số loài thuộc

chi Glycosmis, các nghiên cứu về hóa thực vật của các chi này cho thấy bộ khung

carbazole xuất hiện khá phổ biến và tạo nên lớp chất chính của các chi này

Năm 1985, murrayafoline A lần đầu tiên được Furukawa phân lập từ loài

Murraya euchrestifolia Hayata [27], các công bố tiếp theo chỉ ra rằng hoạt chất này chủ

yếu được phân lập từ chi Murraya Một năm sau, Yun-Cheung Kong và cộng sự [42] công bố số liệu khảo sát nguồn carbazole từ tám loài thực vật thuộc chi Murraya phân

bố ở Trung Quốc, một lượng lớn murrayafoline A đã phân lập được từ loài Murraya

crenulata Một thông tin thú vị được Cheng-Bin Cui và cộng sự [43] đăng tải là lần đầu

tiên họ phân lập được murrayafoline A, 3-methylcarbazole, girinimbine, mahanimbine

và bicyclomahanimbine từ loài Clausena dunniana Levl Năm 2012, Surat Laphookhieo

và cộng sự [44] công bố đã phân lập được 6 curmarin và 12 carbazole alkaloid từ rễ loài

Clausena excavata phân bố ở Thái Lan, trong đó có murrayafoline A Những công bố liên

tiếp sau đó thuộc về Sukari [45] và Kartini Ahmad [46] vào các năm 2013 và 2014 về việc phân lập, thử nghiệm hoạt tính sinh học của murrayafoline A và những carbazole alkaloid

khác từ loài Murraya koenigii (L.), các kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ rằng nguồn murrayafoline A của chi Murraya đa dạng

Ở Việt Nam, murrayafoline A được phát hiện trong loài Glycosmis stenocarpa với

hàm lượng lên tới 0,45% Tuy vậy, các nghiên cứu về murrayafoline A không nhiều, những thông tin về đối tượng này chủ yếu được đăng tải bởi nhóm nghiên cứu của PGS Nguyễn Mạnh Cường Năm 2004, nhóm nghiên cứu đã công bố lần đầu tiên về phân lập

murrayafoline A và một số carbazole alkaloid khác từ cây Glycosmis stenocarpa (Dark)

Hình 1.2.2.1: Sơ đồ sinh tổng hợp các dẫn xuất 3-methyl carbazole alkaloid

1.2.2.2 Tổng hợp toàn phần murrayafoline A

Do murrayafoline A và các dẫn xuất có nhiều hoạt tính quý nên nhiều nhóm nghiên cứu đã tập trung vào việc tổng hợp toàn phần dẫn xuất này nhằm tìm ra nguồn cung cấp murrayafoline A ổn định cho các mục đích nghiên cứu ứng dụng thay thế cho nguồn thực vật cung cấp murrayafoline A ngày càng cạn kiệt Ngoài murrayafoline A thì các carbazole alkaloid khác cũng được quan tâm tổng hợp và trong quá trình tổng hợp toàn phần các alkaloid này phải qua giai đoạn tổng hợp murrayafoline A, do vậy khi trình bày tổng hợp toàn phần chất đó thì các quá trình này cũng được xem như là tài liệu tham khảo rất hữu ích cho tổng hợp murrayafoline A và các dẫn xuất của nó

Một trong những con đường chung trong tổng hợp toàn phần murrayafoline A là

tổng hợp Indole Fischer bắt đầu từ dẫn xuất 27 [48] Năm 1968, Chakraborty và các cộng sự đã tổng hợp murrayanine (2) đi qua dẫn xuất trung gian murrayafoline A Như

vậy, điều lý thú ở chỗ là murayafoline A xuất hiện lần đầu tiên từ tổng hợp thuần túy và phải tới 17 năm sau người ta mới phát hiện ra nó trong tự nhiên

Hình 1.2.2.2.1: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 27

Đến năm 1985, J Moody và cộng sự [49] đề xuất con đường tổng hợp

murrayafoline A đi từ chất đầu là indole-2-carboxylate (30), trong phương pháp tổng

hợp này bước quan trọng nhất là giai đoạn phản ứng ngưng tụ với butyrolactone hoặc

4-methylbutyrolactone để thu được hợp chất lactone vòng mới 31, sau khi hợp chất lactone vòng được thủy phân để thu được alcohol 32, tiếp theo oxy hóa nhóm alcohol bằng pyridinium chlorochromate thành aldehyde (33) và đóng vòng các tác giả đã thu được

1-methoxy-3-methyl-9H-carbazole (8) với hiệu suất trên 40%, sơ đồ phản ứng như sau:

Hình 1.2.2.2.2: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A (8) đi từ hợp chất 30

Một cách tiếp cận khác cũng dùng phản ứng tổng hợp Indole Fisher để tổng hợp

toàn phần murrayafoline A đi từ chất đầu 34 do Murakami và các cộng sự đưa ra [50] Theo đó, phản ứng tổng hợp Indole Fisher từ 34 sẽ cho sản phẩm chính 35, tiếp theo là

các phản ứng đề hydro hóa, loại nhóm bảo vệ nhóm mesyl của hydroxy và sau cùng là methyl hóa nhóm hydroxy để cho murrayafoline A

Hình 1.2.2.2.3: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 34

Phản ứng Indole Fisher tổng hợp toàn phần murryafoline A tiếp tục được Mal và

cộng sự [51] sử dụng từ chất đầu lactone 39 Sau khi thu được hợp chất lactone vòng

3-(2-phenylhydrazono)dihydrofuran-2(3H)-one (40), nhóm -NH- của hợp chất này được

bảo vệ bằng phản ứng N-benzyl hóa để tạo thành N-benzylfuroindone (41) Phản ứng

cộng đóng vòng thông thường của N-benzylfuroindone với metyl crotonate cùng sự có

mặt của lithium diisoproylamide dẫn tới việc hình thành 1-hydroxycarbazole (42), tiếp

theo là phản ứng loại bỏ nhóm ester bằng nhiệt trong hỗn hợp KOH và MeOH để thu

được hydroxy-3-methylcarbazole (43) Tiến hành O-methyl hóa

9-benzyl-1-hydroxy-3-methylcarbazole và cuối cùng là loại bỏ nhóm benzyl để cho sản phẩm là murrayafoline A Sơ đồ phản ứng tổng hợp như sau:

Hình 1.2.2.2.4: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 39

Con đường tiếp theo để tổng hợp toàn phần murrayafoline A cũng đã được Ackermann và các cộng sự đưa ra [52] Trong công trình này xúc tác palladium được sử

dụng cho phản ứng domino giữa dẫn xuất 1,2-dihaloarene (45) và dẫn xuất thế của aniline (46), phản ứng cho hiệu suất murrayafoline A lên tới 72%

Hình 1.2.2.2.5: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 45

Năm 2000, Guoqiang Lin và cộng sự [53] đã đưa ra phương pháp tổng hợp toàn phần một số carbazole alkaloid đi từ các hóa chất đơn giản, dễ kiếm trong đó

murrayafoline A được tổng hợp theo qui trình gồm 5 bước từ 6-nitro-m-cresol (47) với

hiệu suất tổng là 16% theo sơ đồ sau:

Hình 1.2.2.2.6: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 47

Hiện nay, qui trình của Guoqiang Lin vẫn đang được tiếp tục được nghiên cứu cải tiến để cho hiệu suất murrayafoline A tốt hơn 6 Năm sau, Carlos Menéndez và cộng sự

[54] đã dùng phương pháp N-aryl hóa dẫn xuất thế của aniline (49) bằng phenyllead

triacetate với sự có mặt của Cu (II) để thu được diarylamine (50), đóng vòng diarylamine

sử dụng xúc tác Pd(OAc)2 trong lò vi sóng thu được murrayafoline A hiệu suất 71%

Hình 1.2.2.2.7: Sơ đồ cải tiến tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 47

Tới năm 2009, Carlos Menéndez và cộng sự [55] tiếp tục công bố con đường mới

về tổng hợp toàn phần murrayafoline A từ 2-methoxy-3-methylcarbazole và

glycozolidine bằng con đường N-aryl hóa và đóng vòng diarylamine Trong giai đoạn

đóng vòng diarylamine Menéndez đã sử dụng Pd(II) làm xúc tác, phản ứng được thực hiện trong lò vi sóng với thời gian được tăng từ 1 lên 60 phút, xúc tác cho phản ứng này

là Cu (II) kết quả thu được murrayafoline A với hiệu suất rất cao lên tới 88% Tương tự, tới năm 2013, Trần Quốc Toàn và cộng sự [4] đã nghiên cứu thực hiện cải tiến phản ứng đóng vòng diarylamine bằng xúc tác Pd(OAc)2, axít pyruvic và K2CO3 ở 110 oC, hiệu suất phản ứng tổng hợp murayafoline A đạt trên 90%, theo sơ đồ sau:

Hình 1.2.2.2.8: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 50

Năm 2013, Chandan Saha và cộng sự [56] đã tổng hợp toàn phần được methylcarbazole, glycozoline, clausenalene, glycozolicine, murrayafoline A và deoxycarbazomycin B từ chất ban đầu 1-keto-1,2,3,4-tetrahydrocarbazoles Trong đó quá trình tổng hợp toàn phần murrayafoline A được hoàn tất qua chất trung gian tosylhydrazone bằng phương pháp sử dụng lò vi sóng đạt hiệu suất 65% theo sơ đồ sau:

3-Hình 1.2.2.2.9: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 53

Cũng trong năm 2013, Hans-Joachim Knölker và cộng sự [57] công bố con đường tổng hợp toàn phần ekeberginine (xem cấu trúc trang 17), một carbazole có cấu trúc khung murrayafoline A, trong đó chất trung gian murrayafoline A được tổng hợp

từ chất đầu là brombenzen và methyl 4-amino-3-methoxybenzoate có sử dụng Pd làm xúc tác Sau đó murrayafoline A được sử dụng làm nguyên liệu đầu cho tổng hợp ekeberginine

Hình 1.2.2.2.10: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 57

Một phương pháp hiệu quả nữa trong tổng hợp toàn phần carbazole được

Kikugawa và cộng sự [58] đề xuất là đóng vòng N-(N,N-diarylamino)phthalimide (61)

sử dụng AlCl3 trong 1,2-dichloroethane Chất đầu N-(N,N-diarylamino)phthalimide được tổng hợp bằng phản ứng N-phenyl hóa của arylaminophthalimide tương ứng với tác nhân triphenylbismuth Sau đó phản ứng của N-(N,N-diarylamino)phthalimide với

nhôm clorua, một axít Lewis để sinh ra ion diarylnitrenium, tiếp theo diarylnitrenium bị đóng vòng nội phân tử tạo liên kết C-C của carbazole, theo cách này 1-bromo-3-methyl-

9H-carbazole (62) đã được tổng hợp với hiệu suất 52% Cuối cùng murrayafoline A

được tạo ra qua phản ứng thế brom bởi nhóm methoxy với hiệu suất 92% Phương pháp tổng hợp murrayafoline A này chỉ trải qua hai bước và đều có hiệu suất cao với tác nhân tham gia phản ứng đơn giản, tuy nhiên phương pháp này cũng có những khó khăn do chất đầu không phải là sản phẩm phổ biến

Hình 1.2.2.2.11: Sơ đồ tổng hợp murrayafoline A đi từ hợp chất 61

1.2.3 Tổng hợp một số dẫn xuất của murrayafoline A

Bên cạnh các nghiên cứu về tổng hợp toàn phần murrayafoline A thì các nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của nó cũng xuất hiện Trong phân tử murrayafoline A có

một số trung tâm phản ứng là các nhóm -NH-, -OH (từ sản phẩm demethyl hóa) và các

liên kết C-H ở các vị trí 2, 4, bởi vậy các dẫn xuất của murayafoline A chủ yếu được sinh ra từ các phản ứng ở các liên kết này Tuy vậy, số lượng các dẫn xuất của murrayafoline A cũng không nhiều Trong số các dẫn xuất đã được công bố, một số dẫn xuất được tạo ra trong quá trình tổng hợp toàn phần các carbazole alkaloid khác đi qua giai đoạn trung gian tổng hợp murrayafoline A, còn lại một số dẫn xuất được tạo ra từ chất đầu murrayafoline A phân lập từ thực vật

Năm 1968, Chakraborty và Chowdhury [48] đã tổng hợp toàn phần dẫn xuất

murrayanine (2), một dẫn xuất của murrayafoline A trong đó nhóm methyl được thay thế

bởi nhóm -CHO Sau khi thu được murrayafoline A, nhóm 3-methyl được brom hóa theo

cơ chế gốc với N-bromosuccinimide trong sự có mặt của chất tạo gốc benzoyl peroxyde,

tiếp theo là thủy phân nhóm -CH2-Br trong môi trường kiềm để cho nhóm carbinol 63,

cuối cùng nhóm này được oxy hóa nhẹ nhàng với MnO2 để cho sản phẩm

3-formyl-1-methoxycarbazole (murrayanine 2) với hiệu suất 12% theo sơ đồ sau:

Hình 1.2.3.1: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất murrayanine 2

Ekeberginine (66), một carbazole trong tự nhiên chủ yếu được phân lập từ chi

Murraya, Clausena và từ một loài khác biệt Ekebergia senegalensis, hợp chất này có

thể coi là dẫn xuất của murrayafoline A với nhóm prenyl được gắn vào vị trí số 4 của murrayafoline A Hans-Joachim Knölker và cộng sự [57] đã tổng hợp dẫn xuất này bằng cách can thiệp vào carbon ở vị trí số 4 (C-4) trên vòng A của murrayafoline A, Trước

hết murrayafoline A được brom hóa để cho dẫn xuất

4-bromo-1-methoxy-3-methyl-9H-carbazole (65), tiếp theo DDQ được sử dụng để oxy hóa nhóm -CH3 của chất 65 dẫn

đến sự tạo thành 4-bromomurrayanine, cuối cùng sử dụng một lượng dư phức của prenyl bromide của nickel phản ứng với 4-bromomurrayanine trong DMF để thu được

ekeberginine (66) với hiệu suất 86%

Hình 1.2.3.2: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 66

Năm 1988, J Moody [59] tổng hợp thành công dẫn xuất murrayquinone A (67)

từ murrayafoline A với hiệu 40% suất thông qua hai bước phản ứng, bước một murrayafoline A được demethyl hóa bằng boron tribromide thu được 1-hydroxy-3-methylcarbazole, bước hai oxy hóa hydroxycarbazole bằng muối “Fremy’s salt” sơ đồ tổng hợp như sau:

Hình 1.2.3.3: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất murrayquinone A 67

Năm 1998, Murakami và cộng sự đã đăng tải công trình của mình trên tạp chí

Heterocycles [50] về qui trình tổng hợp toàn phần murrayquinone A (67), một dẫn xuất

của murrayafoline A phân lập được từ thực vật, theo đó dẫn xuất demethyl của murrayafoline A được tạo ra nhờ phản ứng trong hỗn hợp diethylene glycol và KOH,

dẫn xuất này tiếp tục được chuyển thành carbazole có chứa nhóm quinone 67 nhờ muối

Fremy’s salt tương tự với công bố của Moody [59] nhưng hiệu suất phản ứng đạt được lên đến 80%

Năm 1995, Bringmann lần đầu tiên công bố tổng hợp thành công hai biscarbazole

là 1,1'-dihydroxy-3,3'-dimethyl-9H,9'H-2,2'-bicarbazole (68) và

1,1'-dimethoxy-3,3-dimethylcarbazole (69) [60] bằng cách đun hồi lưu sản phẩm demethyl hóa

1-hydroxy-3-methylcarbazole (29) của murrayafoline A với chất tạo gốc (t-BuO)2 trong

chlorobenzene để tạo ra 1,1'-dihydroxy-3,3'-dimethyl-9H,9'H-2,2'-bicarbazole (68) với hiệu suất 57%, tiếp theo phản ứng O-methyl hóa 68 bằng diazomethane trong

ether/MeOH để cho sản phẩm 1,1'-dimethoxy-3,3-dimethylcarbazole (69) với hiệu suất

76% Bringmann cũng cho thấy trong khi phản ứng O-methyl hóa hợp chất 29 (monomer) thành murrayafoline A (8) đạt hiệu suất 86% thì phản ứng O-dimethyl hóa

sản phẩm 68 (dimer) thành 69 chỉ cho hiệu suất 76% Trong quá trình tổng hợp các

dimer của murrayafoline A trên có một vấn đề phát sinh đó là sản phẩm phản ứng thu được bao gồm cả các dimer có chứa liên kết C2-C4', C4-C4' giữa các mono 1-hydroxy-3-methylcarbazole, bằng thực nghiệm Bringmann chỉ ra rằng liên kết C2-C2' là sản phẩm chính được tạo ra khi phản ứng thực hiện ở nhiệt độ cao, ngược lại phản ứng ở nhiệt độ thấp cho ra hỗn hợp dimer có liên kết C2-C4' và C4-C4', sơ đồ phản ứng tổng hợp dimer C2-C2' như sau:

Hình 1.2.3.4: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 68, 69

Đến năm 1999 và 2000, bằng nỗ lực của mình, nhóm của Guoqiang Lin và các cộng sự [61,53] đã tổng hợp toàn phần thành công các dimer của một số dẫn xuất

carbazole trong đó có 1,1'-dihydroxy-3,3'-dimethyl-9H,9'H-2,2'-bicarbazole (68) Theo các báo cáo này, ở giai đoạn cuối dẫn xuất dimer của O-demethylmurrayafoline A (68) cũng được tổng hợp từ 1-hydroxy-3-methylcarbazole (29) và chất tạo gốc (t-BuO)2 bằng cách đun hồi lưu trong chlorobenzene nhưng hiệu suất phản ứng tăng lên 87%

Có thể nói những năm 1999-2001 là những năm thuộc về nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất dimer của murrayafoline A Các báo cáo về murayafoline A trong giai đoạn

này chủ yếu là tổng hợp các dẫn xuất dimer như Chrestifoline A (72), Bismurrayafoline

A (73) Năm 2001, tạp chí Tetrahedron đã đăng tải công trình của Bringmann và các

cộng sự [62] về tổng hợp chrestifoline A và bismurrayafoline A từ murrayafoline A và các dẫn xuất 3-ethylester, 3-carbinol của nó Cơ chế hình thành dimer cũng được đưa

ra, theo đó trước hết nhóm ethylester trong dẫn xuất của murrayafoline A được khử hóa bằng LiAlH4 trong dung môi Et2O/CH2Cl2 ở nhiệt độ phòng trong sự có mặt của murrayafoline A Giai đoạn đầu là sự hình thành tác nhân nucleophin carbazolic của murrayafoline A cùng với sự khử hóa nhóm ethylester của dẫn xuất bằng LiAlH4

(LiAlH4 lấy dư gấp 3 lần lượng ester) Tiếp theo, tác nhân nucleophin này sẽ phản ứng với chất trung gian sinh ra trong quá trình khử hóa để tạo thành các sản phẩm tương ứng theo sơ đồ sau:

Hình 1.2.3.5: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 72, 73

Ngoài ra, cùng năm đó Bringmann và các cộng sự [63] cũng đã tổng hợp thành

công dimer của murrayafoline A là murrastifoline F (74) với hiệu suất 60% khi khuấy

murrayafoline A với Pb(OAc)4 trong dung môi CH3CN trong sự có mặt của axít Lewis

BF3.Et2O, trong phản ứng này liên kết N-C4 trực tiếp được hình thành

Hình 1.2.3.6: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 74

Cũng vấn đề này, năm 2012 Carsten Berger và các cộng sự [64] đã tổng hợp bismurrayafoline A thông qua phản ứng brom hóa murrayafoline A ở vị trí 4 Trước hết

murrayafoline A được brom hóa thành dẫn xuất 64, tiếp theo nhóm -NH- của dẫn xuất

halogen 64 này được bảo vệ bằng nhóm bảo vệ Boc để hình thành hợp chất 75, sau cùng

sử dụng phản ứng Ullmann coupling đồng thời loại nhóm bảo vệ Boc để tạo thành dimer

carbazole 73 Ngoài bismurrayafoline A (74) thì murratisfoline A (76) cũng đã được

tổng hợp thành công theo cách này khi sử dụng nhóm bảo vệ tosyl, sơ đồ phản ứng như sau:

Hình 1.2.3.7: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 73, 76

Sau khi Nguyễn Mạnh Cường và các cộng sự [23] công bố về phân lập

murrayafoline A, cùng với một số monocarbazole và dimer carbazole từ loài Glycosmis

stenocarpa, thông tin tiếp theo được nhóm nghiên cứu đăng tải là quá trình tổng hợp

dẫn xuất mới ở vị trí 1-OCH3 thuộc carbon số 1 trong vòng carbazole [65] Theo đó phản ứng demethyl nhóm methoxy của murrayafoline A được thực hiện với BBr3/CH2Cl2 ở -

78oC, tiếp theo là phản ứng α-D-O-glucopyranosyl hóa để thu được dẫn xuất chứa đường

77 thông qua liên kết O-glycosid Ngoài ra, dẫn xuất 78 của murrayafoline A chứa nhóm 1-O-allyl cũng nhận được bằng phản ứng giữa 29 với 3-methyl-2-buten-1-ol với sự có

mặt của triphenylphosphine và DEAD, trong THF khan

Hình 1.2.3.8: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất nhờ chuyển hóa nhóm 1-OCH3

Tiếp tục nghiên cứu về dẫn xuất này, năm 2013 nhóm nghiên cứu đã tổng hợp 8

dẫn xuất dạng 82 của murrayafoline A có chứa vòng triazole (R khác nhau) thông qua

phản ứng Click Chemistry và nghiên cứu hoạt tính kháng viêm của các dẫn xuất này

[66] Khi thực hiện phản ứng N-alkyl hóa murrayafoline A bằng 1,3-dibromopropane,

nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra sự hình thành của 2 sản phẩm

1-bromo-3(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)propane (79) và 3-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)propene (80) với hiệu xuất lần lượt là 83% và 11% 3-(1-methoxy-3-methyl-N-

carbazolyl)propene được hydroxyl hóa thu được dihydroxyl (83) Hợp chất 79 tiếp tục

được azide hóa và đóng vòng 1,2,3-triazole với các hợp chất chứa nhóm akyne đầu mạch

để thu được các sản phẩm có cấu trúc dạng 82 theo sơ đồ

Hình 1.2.3.9: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất nhờ chuyển hóa nhóm

-NH-1.2.4 Hoạt tính sinh học của murrayafoline A và các dẫn xuất

Nghiên cứu hoạt tính sinh học của murrayafoline A và các dẫn xuất cho thấy các dẫn xuất này có nhiều hoạt tính lý thú như chống ung thư, tim mạch, chống viêm, kháng khuẩn, kháng virus và chống sốt rét

1.2.4.1 Hoạt tính chống ung thư

Trong số các dẫn xuất carbazole alkaloid tự nhiên có khả năng chống ung thư, nhóm chất glybomine (2-hydroxy-3-methylcarbazole và các dẫn xuất của nó) là nhóm quan trọng bậc nhất Glybomine A (2,5-dimethoxy-3-methylcarbazole) và các dẫn xuất

có hoạt tính kháng u TPA (12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate) bởi hoạt động của

EBV-EA (Epsteen-Barr virus early antigen) Các dẫn xuất chứa nhóm -CHO ở vị trí 3 như 7-methoxymukonal (3-formyl-2-hydroxy-7-methoxycarbazole) và 7-methoxyheptaphylline (1-prenyl-2-hydroxy-3-formyl-7-methoxycarbazole) đều có hoạt tính chống ung thư đại tràng, trong đó dẫn xuất 7-methoxyheptaphylline có hoạt tính mạnh hơn 7-methoxymukonal Ngoài ra, carbazole chứa nhóm methoxy ở vị trí 1 như

Koenoline (1-methoxy-9H-carbazolyl-3)methanol thể hiện hoạt tính kháng tế bào ung thư KB trên môi trường thạch [67] Nghiên cứu các dẫn xuất tách được từ chi Murray cho thấy 9-formyl-3-methylcarbazole có hoạt tính gây độc tế bào đối với khối u ác tính

B16 và dòng tế bào bạch cầu P388 của chuột [17]

Năm 2000, Itoigawa và cộng sự [68] công bố hoạt tính gây độc tế bào của

murrayaquinone, murrayafoline A (8) phân lập được từ rễ cây Murraya euchrestifolia

Murrayaquinone thể hiện hoạt tính trên các dòng tế bào SK-MEL-5, Colo-205, với giá trị ED50 là 2,58 và 3,85 μg/mL Murrayafoline A (8) thể hiện hoạt tính yếu hơn so với

murrayaquinone, giá trị ED50 5,31 đến 7,52 μg/mL, nhưng có khả năng kháng lại nhiều dòng tế bào ung thư như SK-MEL-5, Colo-205, HCT-8, KB và A-549 Các dẫn xuất 2-methyl, 3-methylcarbazolequinone có hoạt tính kháng dòng tế bào ung thư KB, SK-MEL-5, Colo-205, và HCT-8 Các nghiên cứu tiếp về hoạt tính của các dẫn xuất carbazolequinone cho thấy 6-methoxy-, 6-methyl-, 6-chloro-3-methyl-carbazolequinone thể hiện độc tính đối với dòng tế bào SK-MEL-5 với giá trị ED50 lần lượt là 0,55; 0,66; 0,83 μg/mL 6-methoxy-, 6-methyl-3-methyl-carbazolequinone có hoạt tính với dòng tế bào KB 0,76 và 0,92 μg/mL Xem xét mối tương quan giữa cấu trúc và hoạt tính, Itoigawa [68] đã đưa ra dẫn chứng chứng minh nhóm methyl ở carbon

số 3 thuộc khung carbazole đóng vai trò quan trọng đối với khả năng gây độc tế bào Murrayafoline A là một ví dụ về dẫn xuất chứa nhóm methyl ở vị C-3, nó có khả năng kháng lại dòng hai tế bào MOLT-4 (leukemia) và HOP-18 (nonsmall cell lung cancer) với giá trị logGI lần lượt nhỏ hơn -8,60 và -6,54 Ngoài ra murrayafoline A còn thể hiện hoạt tính gây độc tế bào trên nhiều dòng ung thư khác nhưng hoạt tính yếu hơn (giá trị logGI nằm trong khoảng -5,22 đến -4,60) Khi thay thế nhóm methyl ở C-3 bằng nhóm hydroxyl (dẫn xuất koenoline) và nhóm axít carboxylic (dẫn xuất mukoeic) thì hoạt tính gây độc tế bào cũng thay đổi, koenoline gây độc đối với dòng tế bào ung thư phổi NCI-H226 với logGI là -5,76 và TGI là -5,28 và không thể hiện khả năng gây độc tế bào với hầu hết dòng tế bào ung thư khác, sự có mặt của nhóm -COOH ở vị trí 3 dẫn đến mukoeic không có khả năng gây độc đối với tất cả các dòng tế bào thử nghiệm (logGI > -4,60)

Cơ chế gây độc tế bào của murrayafoline A vẫn tiếp tục được nghiên cứu, trong công bố Cheng-Bin Cui [43] lần đầu tiên phát hiện murrayafoline A gây độc với dòng

tế bào ung thư HT1080 thông qua ức chế pha M trong chu trình phân bào ở nồng độ ức chế tối thiểu MIC 0,78 µg/mL Ngoài ra dẫn xuất murrayafoline A còn có hoạt tính tiêu diệt tế bào ung thư chuột tsFT210 theo cơ chế chết theo chương trình ở nồng độ MIC 1,56 µg/mL

Năm 2012, Hiroshi Furukawa và cộng sự [28] đã tách được 13 carbazole alkaloid

khác nhau từ loài Murraya euchrestifolia trong đó có cả các biscarbazole, thử hoạt tính

gây độc trên dòng tế bào ung thư bạch cầu HL-60, dẫn xuất biscarbazole của murrayafoline A (chrestifoline-A) có hoạt tính gây độc tế bào yếu (tỷ lệ sống sót 70%), một số biscarbazole khác đều không có hoạt tính trong khi murrayafoline A, murrayazolinine có khả năng tiêu diệt dòng tế bào này với tỉ lệ tế bào sống sót 16% và 51% Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn cơ chế tiêu diệt tế bào ung thư chết theo chương trình thông qua kích hoạt con đường caspase-9/caspase-3 của murrayafoline A, murrayazolinine ở nồng độ 30 μM Xác định sự tồn tại của tế bào hay chết theo chu trình bằng cách quan sát hình thái nhân tế bào HL-60 và nhuộm màu bằng Hoechst 33342 Kết quả cho thấy tế bào HL-60 được điều trị bằng murrayafoline A, murrayazolinine có

tỷ lệ chết theo chương trình cao hơn so với tế bào không điều trị Trong nghiên cứu của Surat Laphookhieo và cộng sự công bố hoạt tính gây độc tế bào của 12 carbazole phân

lập được từ loài Clausena excavata, trong đó murrayanine và clauszoline I là dẫn xuất

tự nhiên của murrayafoline A đều có khả năng gây độc khá tốt với cả 3 dòng tế bào ung thư vòm họng (KB), ung thư vú (MCF7) và ung thư phổi (NCI-H187) trong đó murrayanine thể hiện hoạt tính tốt nhất đối với MCF7 với giá trị IC50 là 3,76 µg/mL [44].

Năm 2010, nhóm các tác giả Hàn Quốc do GS Young Ho Kim và Việt Nam do PGS Nguyễn Mạnh Cường đã hợp tác nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào của

murrayafoline A và đã phát hiện murrayafoline A có tác dụng ức chế sự tạo thành

Wnt/β-catenin, một hệ protein được tạo ra trong các tế bào ung thư ở giai đoạn phát triển, đặc biệt là dòng tế bào ung thư đại tràng di căn ở người như HCT-116 và SW480,

murrayafoline A có khả năng ức chế sự tăng sinh, làm giảm β-catenin và Siah-1 và đây

được xem là những tín hiệu rất khả quan cho việc nghiên cứu tiếp để sử dụng hoạt chất này trong hóa trị liệu bệnh ung thư đại tràng [69]

Gần đây, Kartini Ahmad và cộng sự [46] tiếp tục công bố khả năng gây độc đối với dòng tế bào ung thư CEM-SS (T-lymphoblastic leukimia) của 8 carbazole phân lập

được từ thân, lá và rễ loài Murraya koenigii (L.) Spreng Trong số 8 carbazole này, các

dẫn xuất murrayafoline A, mahanimbine, mahanine đều thể hiên hoạt tính gây độc dòng

tế bào này với giá trị IC50 khoảng 3µg/mL

Những công bố trên cho thấy rằng murrayafoline A có thể gây độc lên nhiều dòng

tế bào ung thư, cơ chế tác động đa dạng theo các con đường khác nhau, như ức chế pha

M trong phân bào, kích hoạt tế bào chết theo chương trình thông qua hoạt động của caspase-9/caspase-3 trong tế bào ung thư HL-60, hay ức chế dụng ức chế sự tạo thành

Wnt/β-catenin trong tế bào ung thư đại tràng Các kết quả nghiên cứu về khả năng gây

độc tế bào và cơ chế tác động của murrayafoline A cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng của hoạt chất này trong việc điều trị ung thư

1.2.4.2 Hoạt tính tim mạch

Hoạt tính tiếp theo cần được đề cập đến là tác dụng tích cực của murrayafoline

A và các chất tương tự lên hệ tim mạch Về hướng nghiên cứu này, Wu và cộng sự [70] thử nghiệm hoạt tính chống tập kết tiểu cầu và chống đông máu của 12 carbazole (murrayafoline A, 3-methyl-carbazole, murrayanine, mukoeic acid, murrayazolidine, bicyclomahanimbine, murrayamine M, murrayamine A, murrayazoline, girinimbine, mahanimbine, mahanine) trên thỏ, hầu hết các carbazole này đều có tác dụng chống tập

kết tiểu cầu gây ra bởi axít arachidonic ở nồng độ (100 µM), collagen (10 µg/mL) và PAF (2 ng/mL) Điều thú vị trong nghiên cứu này đó là murrayafoline A có khả năng

ức chế các yếu tố làm giảm nồng độ K+ và Ca2+ ở liều lần lượt 80 mM và 1,9 mM Cơ chế tác động lên kênh Ca2+ tiếp tục được quan tâm và nghiên cứu sâu hơn ở các công bố tiếp theo

Nghiên cứu của Song và các cộng sự [18] cho thấy murayafoline A và các dẫn

xuất của nó như 1-methoxy-3-methoxycarbonyl-9H-carbazole, 9H-carbazole, 1-hydro-3-formyl-9H-carbazole… có tác dụng ức chế tập kết tiểu cầu,

1-hydroxy-3-methyl-các dẫn xuất có 1-hydroxy-3-methyl-các hoạt tính như vậy có thể được sử dụng cho điều trị 1-hydroxy-3-methyl-các bệnh về tim mạch như: xơ vữa động mạch, tăng huyết áp, đau thắt ngực, nhồi máu cơ tim, thiếu máu cục bộ cơ tim, suy tim, nhồi máu não, xuất huyết não và đột qụy

Năm 2014, PGS Nguyễn Mạnh Cường và các nhà khoa học Hàn Quốc nghiên cứu sâu cơ chế tác dụng lên tim mạch của murrayafoline A, họ đã phát hiện thấy hợp chất này có khả năng làm thay đổi sự co thắt tâm thất chuột trên tế bào tâm thất phân lập thông qua tín hiệu Ca2+ Nghiên cứu lâm sàng chỉ ra sự co bóp bất thường của cơ tâm thất là nguyên nhân gây ra đột qụy, sự co bóp của cơ tim được điều khiển bởi một loạt các tín hiệu của kênh Ca2+ Do vậy nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt chất murryafoline

A trên cơ tâm thất chuột cho thấy murrayafoline A làm tăng co bóp cơ tim, tăng chức năng màng cơ tim tâm thu và tâm trương cũng như làm thay đổi sự co thắt tâm thất chuột trên tế bào phân lập Hoạt chất này còn gây ra hoạt tính hướng cơ dương tính trên tế bào tâm thất bằng cách làm tăng sự giải phóng Ca2+ lưới cơ, nhờ đó làm tăng dòng Ca2+

influx trên kênh Ca2+ Thực nghiệm đã chứng minh murrayafoline A làm tăng tần số co bóp và nồng độ Ca2+ ở giá trị EC50 28 ± 6,4 µM So sánh với caffeine ở nồng độ 10 mM, các tác giả thấy tác động của murrayafoline A tăng khoảng 116% ở nồng độ 25 µM và 123% ở nồng độ 100 µM [71] Tiếp theo, nhóm nghiên cứu này đã có những nghiên cứu sâu hơn nữa về cơ chế tác động của murrayafoline A lên kênh Ca2+, trong thử nghiệm này nồng độ murrayafoline A được sử từ 10 µM đến 100 µM làm tăng đáng kể cường

độ và nồng độ giải phóng Ca2+ Quá trình giải phóng và nồng độ Ca2+ cao hơn, thường xuyên hơn khi có tác động của murrayafoline A Nghiên cứu đã chỉ ra những tác động của murrayafoline A lên kênh Ca2+ ổn định trong khoảng thời gian 2-3 phút kể từ khi thí nghiệm bắt đầu Cơ chế của tác động lên kênh Ca2+ này được giải thích bằng sự có mặt

của murrayafoline A không kìm hãm các yếu tố protein kinase A, protein kinase II, phospholipase C, hay thụ thể inositol 1,4,5-trisphosphate đóng mở kênh Ca2+ và Na+ngoại bào Sự có mặt của murrayfoline A có tác động kích thích đến yếu tố đóng mở kênh Ca2+ của protein kinase C (PKC) trong các thử nghiệm in vitro [72]

Sự co cơ tâm thất trên chuột thông qua thay đổi nồng độ Ca2+ type L bằng con đường kích thích protein kinase C tiếp tục được nhóm nghiên cứu của PGS Nguyễn Mạnh Cường công bố, cơ chế hoạt động tế bào của sự co thắt tâm thất được làm sáng tỏ bởi hiệu ứng co bóp hướng dương khi có tác động của murrayafoline A là độc lập, không

ảnh hưởng đến thụ thể β-adrenoceptor antagonist (β-blocker), không tác động ức chế

đến protein kinase A (KT5720) hoặc H-89 và ức chế phospholipase (U73122) Điều thú

vị là murrayafoline A tác động qua trung gian tế bào, ban đầu là tác động lên PKC, sau

đó PKC ức chế GF109203X Tác động của murrayafoline A lên kênh Ca2+ type L không

ức chế PKA (KT5720), thụ thể G-protein (suramin), hay α 1-adrenoceptor (prazosin) Tuy nhiên khi sử dụng chất ức chế tác động lên PKC, GF109203X hay chelerythrine trước khi sử dụng murrayafoline A, chúng loại bỏ tác động làm tăng nồng Ca2+ type L của murrayafoline A Ngoài ra, ảnh hưởng của murrayafoline A tới nồng độ Ca2+ type

L còn phụ thuộc vào protein kinase II, vì khi tác động vào hệ thống kênh Ca2+ thì protein kinase II ức chế KN93 dẫn đến làm giảm nhẹ nồng độ Ca2+ Kết quả là quá trình phosphoryl hóa PKC của murrayafoline A được diễn ra trong tế bào cơ tâm thất chuột [73]

Nghiên cứu về tác động của murrayafoline lên kênh Cav 1.2, Saponara và cộng

sự [74] phát hiện ở nồng độ nhỏ hơn hoặc bằng 14,2 µM, murrayafoline A có tác động lên động mạch vành chuột nhắt làm tăng nồng độ K+ lên 30 mM, nồng độ này bao gồm nồng độ tăng trong cơ và phản ứng thay đổi đường cong nồng độ K+ chuyển dịch về phía trái Ngược lại, ở nồng độ lớn hơn 14,2 µM thì nồng độ ion K+ phân cực được giải phóng tương ứng với vùng K-8644 Tương tự trong tế bào cơ tâm thất sẽ

có tác động kích thích kênh ICa1.2, nó phụ thuộc vào nồng độ, dạng kích theo hình chuông, kích thích này ổn định, không thuận nghịch giống như thuốc và sự phục hồi

K+ chuyển dịch sang trái khi có sự thay đổi điện tích Murrayafoline A có tác động

giống như một “docking” lên trung tâm tiểu phần α 1C và có sự khác biệt với tác động của nifedipine và vùng K-8644 Mặc dù tương tác này giống như những liên kết giữa

các amino axít trong một chuỗi, nhưng yếu tố của vùng K-8644 cũng không kích thích trở lại nifedipine để đóng kênh ICa1.2 khi nồng độ murrayafoline A thay đổi

Hướng nghiên cứu tác dụng tim mạch của murrayafoline A thông qua con đường phân bào cơ trơn được nhóm nghiên cứu của PGS Nguyễn Mạnh cường công

bố [75] Murrayafoline A được công bố có khả năng ức chế quá trình tăng sinh của

tế bào cơ trơn Sự tăng sinh của tế bào cơ trơn là một trong những nguyên nhân gây

ra bệnh lý xơ vữa động mạch, hẹp mạch vành, nguồn gốc của bệnh lý này có liên qan đến yếu tố PDGE (platelet-derived growth factor) Trong nghiên cứu này chỉ ra murrayafoline A có khả năng ức chế sản sinh yếu tố PDGF-BB qua đó làm giảm sự kích thích tăng sinh lên tế bào cơ trơn, khả năng ức chế tăng theo nồng độ và thời gian và lớn nhất ở 5 µM Murrayafoline A tác động trực tiếp đến quá trình tổng hợp ADN ở giai đoạn G0/G1, tác động này tỷ lệ thuận với nồng độ của murrayafoline A Chính sự tác động này sẽ ức chế đến pha S, G2 và M của chu kỳ phân bào, kết quả làm giảm sự tăng sinh của tế bào cơ trơn Kết quả nghiên cứu trên chỉ ra rằng murrayafoline A có thể hữu ích trong việc ngăn ngừa sự tiến triển của các biến chứng tim mạch như chống tái hẹp mạch vành và xơ vữa động mạch

1.2.4.3 Hoạt tính kháng khuẩn

Một số lượng lớn dẫn xuất carbazole, murrayanine methoxycarbazole) phân lập từ tự nhiên lần đầu tiên phát hiện có hoạt tính kháng khuẩn Năm 2003, Sunthitikawinsakul và cộng sự [15] công bố hoạt tính kháng vi khuẩn lao

(formyl-1-Mycobacterium tuberculosis H37Ra của các dẫn xuất methylcarbazole bao gồm

3-formylcarbazole, methyl carbazole-3-carboxylate, clausine K (clauszoline-J), methoxymukonal Đến năm 2005, Franzblau và cộng sự công bố hoạt tính kháng khuẩn

7-M tuberculosis (H37Rv) in vitro của các dẫn xuất carbazole gồm: 3-formylcarbazole,

methyl carbazole-3-carboxylate, lansine, 3-formyl-6-methoxycarbazole và micromeline [37] Một nghiên cứu khác cũng đã chỉ ra dịch chiết ethanol chứa clausenal từ lá của

loài Clausena heptaphylla cũng có khả năng kháng cả vi khuẩn gram (-), gram (+) và