Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)

Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)Phân tích cấu trúc của một số hemiasterlin có chứa hệ phenyl α,βcacbonyl bằng các phương pháp phổ NMR và MS (LV thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN QUANG SƠN PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HEMIASTERLIN CÓ CHỨA HỆ PHENYL- α,β-CACBONYL BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ NMR VÀ MS LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2017 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN QUANG SƠN PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HEMIASTERLIN CÓ CHỨA HỆ PHENYL- α,β-CACBONYL BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ NMR VÀ MS Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60 44 01 18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS PHẠM THẾ CHÍNH THÁI NGUYÊN - 2017 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn: Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn TS Phạm Thế Chính người thầy giao đề tài, tận tình bảo truyền đam mê nghiên cứu cho em suốt trình hoàn thành luận văn, người thầy tận tình hướng dẫn để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn Văn Tuyến, TS Phạm Thị Thắm bạn HVCH phòng Hóa dược Viện Hóa học giúp đỡ em nhiều thực nghiệm suốt thời gian làm luận văn Em xin chân thành cám ơn PGS.TS Dương Nghĩa Bang bạn HVCH phòng Hóa hữu khoa Hóa học trường Đại học Khoa học - ĐHTN giúp đỡ em nhiều suốt trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo khoa Hóa học trường Đại học Khoa học - ĐHTN, tập thể thầy cô, anh chị bạn khoa Hóa học trường Đại học Khoa học - ĐHTN tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, toàn thể cán giáo viên Trường THCS Ngô Quyền - Lê Chân - Hải Phòng tạo điều kiện thuận lợi thời gian công việc để em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô dạy dỗ em nên người! Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè giúp đỡ em hoàn thành luận văn Tác giả luận văn Nguyễn Quang Sơn a MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN a MỤC LỤC b DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT e DANH MỤC HÌNHDANH MỤC SƠ ĐỒ f MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan phương pháp xác đinh ̣ cấ u trúc 1.1.1 UV-Vis 1.1.2 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 1.1.3 Phương pháp phổ khối lượng (MS) 1.1.4 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 1.1.5 Phương pháp phổ HMQC HMBC 10 1.2 Tách phân tích đồng phân đối quang 11 1.2.1 Phương pháp tách đồng phân đối quang enzym 12 1.2.2 Tách phân tích đồng phân đối quang phương pháp hóa lý đại 12 1.2.3 Phân tích đối quang nhờ phương pháp NMR 12 1.2.4 Phương pháp sử dụng tác nhân chuyển dịch (Shift reagent) Mosher 13 1.3 Hemiasterlin 15 1.3.1 Tách chiết hemiasterlin 15 1.3.2 Hoạt tính chống ung thư hemiasterlin 16 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 17 Chương THỰC NGHIỆM 18 2.1 Phương pháp nghiên cứu, nguyên liệu thiết bị 18 2.1.1 Phương pháp nghiên cứu 18 b 2.1.2 Hóa chất dung môi 18 2.1.3 Định tính phản ứng kiểm tra độ tinh khiết hợp chất sắc kí lớp mỏng 18 2.1.4 Xác nhận cấu trúc 18 2.2 Phân tích cấu trúc chất trung gian 19 2.2.1 Chuẩn bị mẫu 19 2.2.2 Phân tích cấu trúc NMR 20 2.3 Phân tích cấu trúc chất trung gian 20 2.3.1 Chuẩn bị mẫu 20 2.3.2 Phân tích cấu trúc NMR 21 2.4 Phân tích cấu trúc chất 11a 21 2.4.1 Chuẩn bị mẫu 11a 21 2.4.2 Phân tích cấu trúc 11a phổ IR 21 2.4.3 Phân tích cấu trúc 11a phổ NMR 22 2.4.4 Phân tích cấu trúc 11a phổ MS 23 2.5 Phân tích cấu trúc chất 11b 23 2.5.1 Chuẩn bị mẫu 11b 23 2.5.2 Phân tích cấu trúc 11b phổ IR 23 2.5.3 Phân tích cấu trúc 11b phổ NMR 23 2.6 Phân tích cấu trúc chất 12a 24 2.6.1 Chuẩn bị mẫu 12a 24 2.6.2 Phân tích cấu trúc 12a phổ IR 25 2.6.3 Phân tích cấu trúc 12a phổ NMR 25 2.7 Phân tích cấu trúc chất 12b 26 2.7.1 Chuẩn bị mẫu 12b 26 2.7.2 Phân tích cấu trúc 12b phổ IR 26 2.7.3 Phân tích cấu trúc 12b phổ NMR 26 c Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Mục tiêu luận văn 28 3.2 Phân tích cấu trúc hợp chất trung gian phổ NMR 29 3.3 Phân tích cấu trúc hợp chất trung gian phổ NMR 30 3.4 Phân tích cấu trúc este hemiasterlin 11a,b 31 3.4.1 Phân tích cấu trúc 11a 32 3.4.2 Phân tích cấu trúc 11b 35 3.5 Phân tích cấu trúc Axit Hemiasterlin 12a,b 37 3.5.1 Phân tích cấu trúc 12a 38 3.5.2 Phân tích cấu trúc 12b 40 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHỤ LỤC d DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT Boc2O DCC DIBAL-H DIPEA DIEA DMAP DME DMF DMSO EDC ESI-MS EtOH HPLC HOBt LC-MS LDA LiHMDS MeOH NMM NMR NMO PyBOP n-BuLi p-TsOH TBDMSCl t-BuOH t-BuOK TFA THF TMSCN Di-tert-butyl dicacbonat N,N'-Dicyclohexylcacbodiimit Di-iso-butyl nhôm hidrua N,N’-Di -iso-propyletyl amin 4-Dimetylaminopyridin Dimetoxyetan Dimetyl formamit Dimetyl sulfoxit 1-Etyl-3-(3-dimetylaminopropyl)cacbodiimit Electrospray ionization - mass spectrometry Etanol High-performance liquid chromatography Hydroxybenzotriazole Liquid chromatography - mass spectrometry Lithi diisopropyl amin Lithi bis(trimetylsilyl)amit Metanol N-Metylmorpholin Nuclear magnetic resonance N-Metylmorpholine N-oxit Benzotriazol-1-yl-oxytripyrrolidinophosphon -hexaflorophosphat n-Butyl lithi Axit p-toluen sunfonic ter-Butyl đimetyl clo silan ter-Butanol Kali ter-butylat Axit trifloaxetic Tetrahidrofuran Trimetylsilyl cyanit e DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Máy đo quang phổ UV-Vis Phổ UV-VIS isoprene Máy đo phổ IR Phổ hồng ngoại C5H11COOH Hệ thống máy đo phổ khối lượng Phổ khối lượng hợp chất C16H34 Hệ thống máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân Phổ cộng hưởng từ hạt nhân etanol Phổ HMQC ipsenol 10 Phổ HMBC ipsenol 11 Phổ 1H-NMR hỗn hợp (R,S)-1-phenylbutan-1-ol 14 Phổ 1H-NMR (R)-1-phenylbutan-1-ol (R)-1phenylbutan-1-ol 14 Phổ 1H-NMR hợp chất 29 Phổ 1H-NMR hợp chất 31 Phổ IR 11a 32 Phổ 1H-NMR 11a 33 Phổ 13C-NMR 11a 34 Phổ ESI-MS 11a 35 Phổ 1H-NMR 11b 36 Phổ IR 11b 36 Phổ 13C-NMR 11b 37 Phổ IR 12a 38 Phổ 1H-NMR 12a 39 Phổ 1H-NMR 12b 40 Phổ IR 12b 41 Phổ 13C-NMR 12b 41 f DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Sơ đồ 3.2 Sơ đồ 3.3 28 29 30 g MỞ ĐẦU Ngày Hóa ho ̣c phát triển mạnh mẽ về lý thuyế t và ứng du ̣ng, hàng năm có hàng va ̣n chấ t mới đươ ̣c tổ ng hơ ̣p tách từ thiên nhiên phục vụ cho nghiên cứu nghiên cứu định hướng ứng dụng đó việc xác minh cấ u ta ̣o của chúng là rấ t cầ n thiế t, nó đòi hỏi phải nhanh và xác Xưa để chứng minh cấ u ta ̣o của mô ̣t chấ t có thể mấ t hàng năm có kéo dài hàng chu ̣c năm thì có thể thực hiêṇ sau vài giờ nhờ sự hỗ trơ ̣ của các phương pháp vâ ̣t lý hiêṇ đa ̣i Để phân tích cấu trúc của các hợp chấ t hữu có thể sử du ̣ng các phương pháp phổ phổ hồng ngoa ̣i, phổ tử ngoại khả kiế n, phổ cô ̣ng hưởng từ ̣t nhân, phổ khối lươ ̣ng Mỗi phương pháp cho phép xác đinh ̣ mô ̣t số thông tin khác của cấ u trúc phân tử hỗ trợ lẫn việc xác định cấu trúc hợp chất hữu Hemiasterlin tripeptit có hoạt tính chống ung thư ngưỡng nM (0,3 nM) với nhiều dòng tế bào ung thư thực nghiệm, phân lập từ loài hải miên Hemiasterella minor vào năm 1994 [1] Hoạt tính gây độc tế bào hemiasterlin làm ngưng trệ phân bào giai đoạn metaphase động học tế bào nhờ ức chế trình polyme hóa tubulin depolyme hóa microtubule gắn lên vị trí vinca peptit tubulin Tác động tương tự số thuốc gắn lên tubulin ứng dụng điều trị ung thư paclitaxel (3,9 nM) vinblastin (0,79 nM) [4] Mặt khác, hàm lượng thiên nhiên thấp cấu trúc độc đáo nên nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu tổng hợp nhằm tìm kiếm thơm sau: 7,33 ppm (1H, t, J = 8,0 Hz), 7,11 ppm (1H, d, J = 8,0 Hz); 7,10 (1H, d, J = 1,5 Hz); 6,95 ppm (1H, dd, J = 1,5, 8,0 Hz) đặc trưng nhân thơm 1,3, trog tín hiệu vị trí H-5’, H6’, H-2’ H-4’ Các tín hiệu lại thể tương tự hợp chất 11a, nhiên phổ 12ª không xuất tín hiệu nhóm etyl, điều khẳng định nhóm este loại bỏ để trở thành nhóm axit Dữ liệu phổ so sánh với liệu công bố [19,21] cho thấy cấu trúc 12a phù hợp Hình 3.11 Phổ 1H-NMR 12a Phân tích cấu trúc phổ ESI-MS Phổ ESI-MS hợp chất 12a tìm thấy tín hiệu ion giả phân tử [M+H]+ 517,3, phù hợp với công thức phân tử hợp chất 12a là: C26H37N3O6 39 Từ liệu phổ IR, 1H-NMR, 13 C-NMR MS cho phép khẳng định cấu trúc hemiasterlin 12a 3.5.2 Phân tích cấu trúc 12b Trên phổ IR, NMR MS hợp chất 12b tìm thấy tín hiệu tương tự hợp chất 12a Tuy nhiên phổ 1H-NMR tín hiệu vùng thơm có khác biệt rõ ràng so với tín hiệu vùng thơm của 12a Tín hiệu cộng hưởng proton nhân thơm 1,4 thể 7,52 ppm (2H, d, J = 8,5 Hz) gán cho vị trí H-2’ H-6’; tín hiệu cộng hưởng 6,97 ppm (2H, d, J = 8,5 Hz gán cho vị trí H-3’ H-5’ Hình 3.12 Phổ 1H-NMR 12b Phổ IR hợp chất 12b tương tự 12a xuất tín hiệu hấp thụ dao động biến dạng 831 cm-1 đặc trưng dao động liên kết C-H nhân thơm 1,4 40 Hình 3.13 Phổ IR 12b Trên phổ 13C-NMR 12b xuất tiến hiệu cộng hưởng 26 nguyên tử cacbon có mặt phân tử tương tự nhu chất 12a Hình 3.14 Phổ 13C-NMR 12b Các liệu phân tích cho phép khẳng định cấu trúc phân tử 12b 41 KẾT LUẬN + Luận văn vận dụng hiệu phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR để phân tích tính cấu trúc hợp chất trung gian chất trung gian + Đã vận dụng hiệu phép phân tích phổ IR, 1H-NMR, 13CNMR MS để chứng minh cấu trúc hai este hemiasterlin 11a,b có chứa hệ α,β-cabonyl + Luận văn vận dụng hiệu phép phân tích phổ IR, 1H-NMR, 13CNMR MS để chứng minh cấu trúc hai axit hemiasterlin 12a,b 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục Việt nam, Hà nội [2] Đặng Như Tại, Trần Quốc Sơn (1998), Hóa học hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội [3] Đặng Như Tại, Ngô Thị Thuận (2010), Hóa học hữu cơ, tập 1, NXB Giáo dục Việt nam, Hà nội [4] Nguyễn Đình Triệu (2007), Các phương pháp phổ hóa học hữu hóa sinh, NXB Đại học Quốc gia Hà nội, Hà nội [5] Nguyễn Văn Tuyến (2012), Hóa hữu nâng cao - Các phương pháp tổng hợp hữu đại - Nxb Khoa học Kỹ thuật [6] Talpir, R., Benayahu, Y., Kashman, Y., Pannell, L & Schleyer, M.“Hemiasterlin and geodiamolide TA- two new cytotoxic peptides from the marine sponge Hemiasterella minor (Kirkpatrick)”, Tetrahedron Lett, 1994,35, 4453-4456 [7] Coleman, J E., de Silva, E D., Kong, F., Andersen, R J & Allen, T M “Cytotoxic peptides from the marine sponge Cymbastela sp.”, Tetrahedron, 1995, 51, 10653-10662 [8] Coleman, J E., de Silva, E D., Kong, F., Andersen, R J & Allen, T M “Cytotoxic peptides from the marine sponge Cymbastela sp.”, Tetrahedron, 1995, 51, 10653-10662.Coleman, J E., Patrick, B O., Andersen, R J & Rettig, S.,“Hemiasterlin Methyl Ester”,J Acta Cryst.Sec C,1996, C52, 1525-1527 [9] Anderson, H J., Coleman, J E., Andersen, R J & Roberge, M.“Cytotoxic peptides hemiasterlin, hemiasterlin A and hemiasterlin B induce mitotic arrest and abnormal spindle CancerChemother Pharmacol, 1997, 39, 223-226 43 formation”, [10] Gamble, W R.; Durso, N A.; Fuller, R W.; Westergaard, C K.; Johnson, T R.; Sackett, D L.; Hamel, E.; Cardellina II, J H.; Boyd,M R “Cytotoxic and tubulin-interactive hemiasterlins from Auletta sp and Siphonochalina spp sponges”, Bioorg Med Chem., 1999, 7, 1611-1615 [11] Raymond J Andersen and John E Coleman, “Total synthesis of (-)hemiasterlin, a structurally novel tripeptide that exhibits potent cytotoxic activity”, Tetrahedron Letters, 1997,38(3), 317-320 [12] Andersen, R.; Piers, E.; Nieman, J.; Coleman, J.; Roberge M “Hemiasterlin Analogs”, 1999, WO99/32509 [13] Nieman, J A et al.,“Synthesis and Antimitotic/Cytotoxic Activity of Hemiasterlin Analogues”,J Nat Prod., 2003, 66, 183-199 [14] Ayako Yamashita et al, “Synthesis and activity of novel analoges of hemiasterlin as inhibitors of tubulin polymerization: modification of the A segment”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2004, 14, 53175322 [15] Chuansheng Niu, Douglas M Ho, Arie Zask, Semiramis Ayral Kaloustian, “Absolute configurations of tubulin inhibitors taltobulin (HTI-286) and HTI-042 characterized by X-ray diffraction analysis and NMR studies”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2010,20, 1535-1538 [16] Frank Loganzo, James A Nieman, et al, “HTI-286, a Synthetic Analogue of the Tripeptide Hemiasterlin, Is a Potent Antimicrotubule Agent that Circumvents P-Glycoprotein-mediated Resistance in Vitro and in Vivo”, Cancer research, 2003, 63, 1838-1845 [17] Tadeusz F Molinski et al, "Drug development from marine natural products”, Naturae Reviews, 2009, 8, 69-85 [18] Nguyễn Văn Tuyến, Giáo trình Hóa dược, Nxb Khoa học Kỹ thuật, 2014 44 [19] Phạm Thế Chính, Luận án Tiến sỹ Hóa học, Viện Hóa học, 2014 [20] Phạm Đức Tòng, Luận văn thạc sĩ Hóa học, Trường đại học khoa học, 2014 [21] Chinh Pham The, Tuyet Anh Dang Thi, Thi Phuong Hoang, Quoc Anh Ngo, Duy Tien Doan, Thu Ha Nguyen Thi, Tham Pham Thi, Thu Ha Vu Thi, M Jean, P van de Weghe, Tuyen Nguyen Van, Synthesis of new simplified hemiasterlin derivatives with a,b-unsaturated carbonyl moiety, Bioorg Med Chem Lett 24 (2014) 2244-2246 45 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phổ 1H-NMR hợp chất Phụ lục 2: Phổ 1H-NMR hợp chất Phụ lục 3: Phổ IR 11a Phụ lục 4: Phổ 1H-NMR 11a Phụ lục 5: Phổ 13C-NMR 11a Phụ lục 6: Phổ ESI-MS 11a Phụ lục 7: Phổ 1H-NMR 11b Phụ lục 8: Phổ IR 11b Phụ lục 9: Phổ 13C-NMR 11b Phụ lục 10: Phổ IR 12a Phụ lục 11: Phổ 1H-NMR 12a Phụ lục 12: Phổ 1H-NMR 12b Phụ lục 13: Phổ IR 12b Phụ lục 14: Phổ 13C-NMR 12b ... NGUYỄN QUANG SƠN PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HEMIASTERLIN CÓ CHỨA HỆ PHENYL- α,β-CACBONYL BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ NMR VÀ MS Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60 44 01 18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC... pháp phân tích hóa lý đại Vì đề tài Phân tích cấu trúc số hemiasterlin có chứa hệ phenyl- α,βcacbonyl phương pháp phổ NMR MS phương pháp phổ hồng ngoại IR, phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân NMR. .. 3.2 Phân tích cấu trúc hợp chất trung gian phổ NMR 29 3.3 Phân tích cấu trúc hợp chất trung gian phổ NMR 30 3.4 Phân tích cấu trúc este hemiasterlin 11a,b 31 3.4.1 Phân tích cấu trúc