Nghiên cứu tổng hợp dẫn chất lai hóa của curcumin và valin

BỘ Y TẾ TRƯ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘ ỘI - - BÙI ANH THẾ MÃ SINH VIÊN: 1201569 NGHIÊN CỨU C TỔNG HỢ ỢP DẪN N CHẤT CH LAI HÓA CỦ ỦA CURCUMIN VÀ VALIN KHÓA LUẬN LU TỐT NGHIỆP DƯỢC CS SĨ HÀ NỘI-2017 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - BÙI ANH THẾ MÃ SINH VIÊN: 1201569 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DẪN CHẤT LAI HÓA CỦA CURCUMIN VÀ VALIN Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hải Ths Phạm Thị Hiền Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI -2017 LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Văn Hải ThS.Phạm Thị Hiền, người thầyđã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt cho kiến thức, kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Đình LuyệnvàThS.Nguyễn Văn Giangcùng thầy cô anh chị kĩ thuật viên Bộ môn Công Nghiệp Dượcđã nhiệt tình giúp đỡ, động viên, bảo tạo điều kiện tốt để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Nhà trường toàn thể thầy cô giáo Trường Đại học Dược Hà Nội tạo điều kiện tốt chotôi suốt trình học tập trường Trong trình thực khóa luận nhận giúp đỡ cán thuộc cán Phòng thí nghiệm Hóa dược, Khoa Hóa học, Trường Đại học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Viện Công Nghệ Dược Phẩm Quốc Gia, xin chân thành cảm ơn Ngoài ra, muốn dành lời cảm ơn tự đáy lòng đến gia đình người bạn, họ thực nguồn động viên to lớn giúp vượt qua nhiều thử thách sống trình thực đề tài Cuối cùng, thời gian thực đề tài ngắn ngủi tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý thầy cô bạn bè để hoàn thiện khóa luận Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2017 Sinh viên BÙI ANH THẾ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CURCUMIN 1.1.1 Cấu trúc phân tử curcumin 1.1.2 Tính chất hóa lý 1.1.2.1 Tính chất vật lý 1.1.2.2 Tính chất hóa học 1.1.3 Độ ổn định 1.1.4 Tác dụng sinh học Curcumin 1.1.5 Sinh khả dụng 1.2 KHÁI QUÁT VỀ VALIN 1.2.1 Cấu trúc hóa học valin 1.2.2 Sinh tổng hợp, chuyển hóa, tác dụng sinh học valin 1.2.4 Ứng dụng valin tổng hợp hóa dược 10 1.3 DẪN CHẤT CỦA CURCUMIN VÀ AMINO ACID 11 1.4 LỰA CHỌN HƯỚNG NGHIÊN CỨU 12 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 NGUYÊN LIỆU- HÓA CHẤT 14 2.2 DỤNG CỤ- THIẾT BỊ 15 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 15 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.4.1 Tổng hợp hóa học 16 2.4.2.Kiểm tra độ tinh khiết 17 2.4.3.Xác định cấu trúc hóa học 17 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ, BÀN LUẬN 18 3.1.TỔNG HỢP HÓA HỌC 18 3.1.1 Tổng hợp dẫn chất bis-O-(2-hydroxyethyl)-curcumin (TH-1) 18 3.1.2 Tổng hợp N-Boc-valin (TH-2) 19 3.1.3 Tổng hợp ((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2-methoxy-4,1phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1-diyl)bis(2-((tert-butoxycarbonyl)amino)-3methylbutanoat) (TH-3) 20 3.1.4 Tổng hợp ((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2-methoxy-4,1phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1-diyl)bis(2-amino-3-methylbutanoat) (TH-4) 22 3.1.4.1 Điều chế HCl khí ethanol 22 3.1.4.2 Loại nhóm bảo vệ Boc (butoxy carbonyl) từ TH-3 tổng hợp TH-4 23 3.2.XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC 24 3.3 BÀN LUẬN 26 3.3.1 Về tổng hợp hóa học 26 3.3.1.1 Về phản ứng tổng hợp bis-O-(2-hydroxyethyl)-curcumin (TH-1) 26 3.3.1.2 Về phản ứng tổng hợp N-Boc-valin 28 3.3.1.3 Về phản ứng tổng hợp ((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2methoxy-4,1-phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1-diyl)bis(2-((tertbutoxycarbonyl)amino)-3-methylbutanoat) (TH-3) 29 3.3.1.4 Về phản ứng tổng hợp ((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2methoxy-4,1-phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1-diyl)bis(2-amino-3-methylbutanoat) (TH-4) 31 3.3.2 Về xác định cấu trúc 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT AR Analytical reagent (Tinh khiết phân tích) 1 H-NMR 4-DMAP Boc CTCT H - Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) 4-dimethyl-aminopyridin Butoxy carbonyl Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DCC DCU DCM DMSO Dicyclohexyl-carbodiimid Dicyclohexylurea Dicloromethan Dimethyl sulfoxid DPPH 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl đvC Đơn vị cacbon g Gam HIV Human immunodeficiency virus (Virus gây suy giảm miễn dịch người) HPLC IC50 High-performance liquid chromatography (Sắc ký lỏng hiệu cao) Inhibition concentration at 50% (Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử) IR Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) MS Mass spectrometry (Phổ khối lượng) Rf Retention factor (Hệ số lưu giữ) SKLM Sắc ký lớp mỏng t1/2 Thời gian bán thải Tonc Nhiệt độ nóng chảy TH-1 di-O-(2-hydroxyethyl)-curcumin TH-2 N-Boc-valin TH-3 ((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2-methoxy-4,1phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1-diyl)bis(2-((tertbutoxycarbonyl)amino)-3-methylbutanoat) TH-4 ((((1E,6E)-3,5-dioxohepta-1,6-dien-1,7-diyl)bis(2-methoxy-4,1phenylen))bis(oxy))bis(ethan-2,1-diyl)bis(2-amino-3-methylbutanoat) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Danh mục nguyên liệu – hóa chất 14 Bảng 2 Danh mục dụng cụ – thiết bị 15 Bảng 3.1 Kết phân tích phổ khối lượng (CH3OH) TH-4 24 Bảng 3.2 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR 25 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Công thức cấu tạo curcumin Hình 1.2 Phản ứng imin hóa β-diceton curcumin Hình 1.3 Dạng hỗ biến ceton - enol curcumin dung dịch Hình 1.4 Phản ứng curcumin với gốc tự Hình 1.5 Sơ đồ phản ứng khử curcumin thành tetrahydrocurcumin Hình 1.6 Các dạng tồn curcumin theo pH dung dịch Hình 1.7 Sự phân hủy curcumin môi trường kiềm Hình 1.8 Sự phân hủy curcumin tác dụng oxy ánh sáng Hình 1.9 Cấu trúc valin Hình 1.10 Công thức valaciclovir (1a), valganciclovir (1b), valsartan (1c), penicillamin (1d) 10 Hình 1.11 Sơ đồ phản ứng tổng hợp dẫn chất curcumin amino acid 12 Hình 1.12 Sơ đồ quy trình phản ứng 13 Bảng Danh mục nguyên liệu – hóa chất 14 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp bis-O-(2-hydroxylethyl)-curcumin 16 Hình 2.2 Tổng hợp N-Boc-valin 16 Hình 2.3 Tổng hợp TH-3 17 Hình 2.4 Tổng hợp TH-4 17 Hình Sơ đồ phản ứng tổng hợp sử dụng tác nhân 2-bromoethanol 19 Hình 3.2 Sơ đồ phản ứng tổng hợp N-Boc-valin 19 Hình 3.3 Sơ đồ tổng hợp TH-3 21 Hình 3.4 Mô hình điều chế HCl khí Ethanol 22 Hình 3.5 Sơ đồ loại nhóm Boc từ N-Boc-valin- bis-O-(2-hydroxyethyl)-curcumin 23 Hình 3.5 Cơ chế phản ứng tổng hợp TH-1 26 Hình 3.6 Cơ chế phản ứng tổng hợp N-Boc-valin 28 Hình 3.7 Cơ chế phản ứng tổng hợp TH-3 30 Hình 3.8 Các vị trí thủy phân TH-3 32 ĐẶT VẤN ĐỀ Nghệ có nguồn gốc vùng nhiệt đới Tamil Nadu, phía đông nam Ấn Độ Từ ngàn năm trước nghệ sử dụng rộng rãi chế biến thực phẩm (điều hương vị, tạo màu, mùi), quan trọng giá trị chữa bệnh đầy tiềm năng: trị nhọt, chàm….và đặc biệt bệnh liên quan đến dày,gan, chữa lành vết loét có tính chất kháng khuẩn [8].Các curcuminoid - nhóm hoạt chất tạo nên tác dụng sinh học quan trọng, có củ Nghệ curcumin, demethoxy- curcumin, bisdemethoxycurcumin; curcumin thành phần chủ yếu [3].Curcumin có nhiều tác dụngsinh học như:chống viêm, chống đái tháo đường,chống oxy hóa… [43] Với ưu điểm cộng với việc nguồn nguyên liệu dồi sẵn có thị trường dần ưa chuộng sản phẩm nguồn gốc từ tự nhiên, curcumin cho thấy tiềm phát triển lớn Mặc dù độ tan curcumin nước pH acid sinh lý thấp, độ ổn định kém, bị chuyển hóa nhanh chóng sử dụng theo đường uống dẫn đến sinh khả dụng curcumin thấp Từ hạn chế đó, nhiều nghiên cứu thực để biến đổi cấu trúc curcumin sửa đổi chuỗi bên aryl, chức diceton, liên kết đôi… nhằm bán tổng hợp dẫn chất curcumin làm tăng sinh khả dụng Một hướng nghiên cứu áp dụng tạo dẫn chất curcumin với amino acid[23] Kết hợp trực tiếp curcumin với valin, isoleucin, leucin… Các dẫn chất làm tăng độ tan nước so với curcumin, đạt đến nồng độ 1- 10mg/ml, nồng độ IC50 (~50%) so với curcumin việc chống oxy hóa Ngoài ra, khả chống lại chủng Salmonella typhimurium TA 98 TA 1531 dẫn chất cao curcumin Trên sở đó, thực đề tài “ Nghiên cứu tổng hợp dẫn chất lai hóa curcumin với valin” với mục tiêu:Tổng hợp dẫn chất lai hóa bis-O-(2hydroxyethyl)-curcumin với valin CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CURCUMIN 1.1.1 Cấu trúc phân tử curcumin  Công thức cấu tạo curcumin (Hình 1.1) Hình 1.1 Công thức cấu tạo curcumin  Tên khoa học: (1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxyl-3-methoxylphenyl)hepta-1,6-dien3,5-dion  Tên khác: Diferuloymethan, curcumin I  Công thức phân tử: C21H20O6  Khối lượng phân tử: 368,39 đvC [22] 1.1.2 Tính chất hóa lý 1.1.2.1 Tính chất vật lý  Dạng thù hình: curcumin tồn dạng tinh thể hình kim bột vô định hình màu vàng cam, không mùi [22]  Độ tan: curcumin thực tế không tan nước pH acid trung tính (