Nghiên cứu tổng hợp dẫn chất sulfat của curcumin

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI - - VŨ THỊ GIANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DẪN CHẤT SULFAT CỦA CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI - 2018 BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI - - VŨ THỊ GIANG MÃ SINH VIÊN: 1301103 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DẪN CHẤT SULFAT CỦA CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hải ThS Phạm Thị Hiền Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dƣợc Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội HÀ NỘI - 2018 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Văn Hải ThS Phạm Thị Hiền, người thầy trực tiếp hướng dẫn, tận tình truyền đạt, bảo cho kiến thức, kinh nghiệm u u v tạ i điều iện gi p đ tơi suốt qng thời gian tơi thực khóa luận Tôi xin chân thành ơn PGS.TS Nguyễn Đình Luyện, ThS Nguyễn Văn Giang, ThS Đào Nguyệt Sương Huyền CN Phan Tiến Thành nhiệt t nh gi p đ , động viên khích lệ v tạ điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp n Trong q trình thực khóa luận, nhận gi p đ cán thuộc Phòng phân tích, Kiểm nghiệ v Tương đương sinh h c, Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia, cán Viện Thực phẩm chức năng, cán Phòng NMR Viện Hóa h c cán Phòng Thử nghiệm sinh h c, Viện Cơng nghệ sinh h c, Viện Hàn lâm Khoa h c Công nghệ Việt Nam, xin chân thành ơn Tôi xin ơn c c ạn bè đồng hành suốt nă th ng h c tập trường Xin ơn anh Nguyễn Chính Khoa, anh Nguyễn Gia Anh Tuấn anh chị, bạn, em thực khóa luận phòng thí nghiệm Tổng hợp hóa dược, Bộ mơn Cơng nghiệp Dược ln gắn ó, động viên, gi p đ , sẻ chia suốt uãng đường vừa qua Cuối cùng, xin dành biết ơn sâu sắc tới bố mẹ tất người thân tr ng gia đ nh tôi, người thương, ủng hộ để có ngày hơm Do thời gian làm thực nghiệ iến thức thân hạn chế, nên khóa luận khơng tránh khỏi nhiều thiếu sót Tơi mong nhận góp ý thầy cơ, bạn è để khóa luận hồn thiện Tôi xin chân thành ơn! Hà Nội, ng 18 th ng 05 nă 2018 Sinh viên Vũ Thị Giang MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan curcumin 1.1.1 Cấu trúc hóa h c 1.1.2 Tính chất lý hóa 1 Độ ổn định 1 Phương ph p điều chế curcumin 1.1.5 Tác dụng sinh h c curcumin 1.2 Triển vọng phát triển dƣợc chất thông qua việc biến đổi cấu trúc phân tử curcumin 10 1.3 Các ester sulfat có hoạt tính sinh học phƣơng pháp tổng hợp 14 1.3.1 Các ester sulfat 14 C c phương ph p tổng hợp nhóm sulfat 15 1.4 Lựa chọn hƣớng nghiên cứu 18 1.4.1 Lựa ch n nhó thân nước 18 1.4.2 Lựa ch n vị trí biến đổi 18 1.4.3 Lựa ch n phép thử hoạt tính sinh h c 19 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Nguyên liệu, hóa chất 20 2.2 Dụng cụ - Thiết bị 20 2.3 Nội dung nghiên cứu 21 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.4.1 Tổng hợp hóa h c 22 2.4.2 Kiể tra độ tinh khiết 22 X c định cấu trúc hóa h c 23 2.4.4 Thử hoạt tính sinh h c 23 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 27 3.1 Tổng hợp hóa học 27 3.1.1 Tổng hợp TH-1 27 3.1.2 Tổng hợp TH-2 28 3.2 Xác định cấu trúc 29 3.2.1 Kết phân tích phổ TH-1 29 3.2.2 Kết phân tích phổ TH-2 31 3.3 Thử hoạt tính sinh học 33 3.3.1 Thử hoạt tính chống oxy hóa hệ DPPH 33 3.3.2 Thử hoạt tính ức chế sinh NO 33 3.4 Bàn luận 34 3.4.1 Về tổng hợp hóa h c 34 3.4.2 Về x c định cấu trúc sản phẩm 39 3.4.3 Về thử hoạt tính sinh h c 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT 13 C-NMR Cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 nuclear magnetic resonance) H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H - Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy) AR Tinh khiết phân tích (Analytical reagent) CTCT Cơng thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử TH-1 bis-O-(2-hydroxyethyl)-curcumin TH-2 Natri 2-(4-((1E,6E)-7-(4-(2-hydroxyethoxy)-3-methoxyphenyl)- 3,5-dioxohepta-1,6-dien-1-yl)-2-methoxyphenoxy)ethyl sulfat DCC Dicyclohexylcarbodiimid DCU Dicyclohexylure DMEM Môi trường nuôi cấy Dulbecco (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium) DMF Dimethyl formamid DMSO Dimethyl sulfoxid DPPH 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl đvC Đơn vị carbon FBS Huyết bào thai bò (Fetal bovine serum) g Gam h Giờ IC50 Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Inhibition concentration at 50%) IPA Isopropyl alcol L-NMMA NG-methyl-L-arginin acetat logP Hệ số phân bố dầu nước LPS Lipopolysaccharid MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) MTT 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazoli bromid Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) SA Khả trung hòa gốc oxy hóa tự SC50 Nồng độ trung hòa 50% gốc tự (Scavenging concentration at 50%) SKLM Sắc ký lớp mỏng δ Độ chuyển dịch hóa học RAW 264.7 Dòng đại thực bào chuột 264.7 T°nc Nhiệt độ nóng chảy SOD Chất chống oxy hóa phân giải dây chuyền (superoxid dismutase) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục nguyên liệu – hóa chất 20 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ - thiết bị 21 Bảng 3.1 Kết phân tích phổ khối lượng (CH3OH) TH-1 29 Bảng 3.2 Kết phân tích phổ hồng ngoại (KBr) TH-1 29 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ 1H-NMR (DMSO) TH-1 30 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ 13C-NMR (DMSO) TH-1 30 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ khối lượng (CH3OH) TH-2 31 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ hồng ngoại (KBr) TH-2 32 Bảng 3.7 Kết phân tích phổ 1H- NMR (DMSO) TH-2 32 Bảng 3.8 Kết thử độ tan 33 Bảng 3.9 Kết thử hoạt tính chống oxy hóa 33 Bảng 3.10 Khả ức chế sản sinh NO lên dòng tế bào RAW 264.7 34 Bảng 3.11 Tác động mẫu nghiên cứu đến sống sót dòng tế bào RAW 264.7 34 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo curcumin Hình 1.2 Dạng hỗ biến ceto-enol dung dịch Hình 1.3 Các dạng tồn curcumin theo pH 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 Phản ứng imin hóa β-diceton curcumin Hình 1.7 Sự phân hủy curcumin mơi trường kiềm Hình 1.8 Sự phân hủy curcumin tác dụng ánh sáng Hình 1.9 Sơ đồ tổng hợp curcumin theo J.Pavolini Hình 1.10 Sơ đồ tổng hợp curcumin theo Pabon Hình 1.11 Các vị trí tác động để thay đổi cấu trúc curcumin 10 Hình 1.12 Dẫn chất glycosyl-curcumin 11 Hình 1.13 Một số dẫn chất acyl hóa curcumin 12 Hình 1.14 Dẫn chất hydroxyethyl curcumin 12 Hình 1.15 Một số dẫn chất khác curcumin 13 Hình 1.16 Một số sulfat ester hệ thống sinh học thể 14 Hình 1.17 Cơng thức cấu tạo dẫn chất sulfat ester 15 Hình 1.18 Sơ đồ phản ứng tổng hợp estron sulfat natri 15 Hình 1.19 Sơ đồ phản ứng tổng hợp prednisolon 21-sulfat natri 16 Hình 1.20 Sơ đồ phản ứng tổng hợp metronidazol sulfat natri 16 Hình 1.21 Sơ đồ phản ứng tổng hợp cholesteryl sulfat kali 17 Hình 1.22 Sơ đồ phản ứng tổng hợp testosterol sulfat kali 17 Hình 1.23 Sơ đồ phản ứng tổng hợp TH-2 18 Hình 2.1 Sơ đồ phản ứng tổng hợp TH-1 22 Hình 2.2 Sơ đồ phản ứng tổng hợp TH-2 22 Hình 3.1 Sơ đồ phản ứng tổng hợp TH-1 27 Hình 3.2 Sơ đồ phản ứng tổng hợp TH-2 28 Hình 3.3 Cơ chế phản ứng tổng hợp TH-1 35 Hình 3.4 Các sản phẩm phụ phản ứng tạo TH-1 36 Hình 3.5 Phản ứng kiềm hóa loại tạp curcumin TH-1a 37 Hình 3.6 Cơ chế phản ứng sulfat hóa TH-1 qua trung gian DCC 38 Hình 3.7 Phản ứng tạo dialkyl pyrosulfat dialkyl sulfat 39 Hình 3.8 Sản phẩm phản ứng tổng hợp TH-2 40 Hình 3.9 Dạng hỗ biến enol-ceton 41 35 Pulido-Moran M., et al (2016), "Curcumin and Health", Molecules, 21(3), pp 264 36 Ralph O Mumma (1966), Lipids, 221-223 37 Rami A Al-Horani., Umesh R Desai (2010), Chemical sulfation of small molecules - advances and challenges, Tetrahedron, 2907-2918 38 Rao E.V and P Sudheer (2011), "Revisiting curcumin chemistry part I: A new strategy for the synthesis of curcuminoids", Indian journal of pharmaceutical sciences, 73(3), pp 262 39 S Ivan (2004), "Curcumin", Chemical and Technical Assessment, pp 40 S Wright J (2002), "Predicting the antioxidant activity of curcumin and curcuminoids", Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, 591(1), pp 207217 41 Sa G Das T (2008), "Anti cancer effects of curcumin: cycle of life and death", Cell Division, 3(1), pp 153-172 42 Safavy A., et al (2007), "Design and Development of Water-Soluble Curcumin Conjugates as Potential Anticancer Agents", Journal of medicinal chemistry, 50(24), pp 6284-6288 43 Salto S., et al (1993), "Inhibition of the HIV - and HIV - protease by curcumin and curcumin boron complexes", Bioorganic and Medicinal Chemistry, (1), pp 415-422 44 Sharma R A., Steward W P., et al (2007), "Pharmacokinetics and pharmacodynamics of curcumin", Adv Exp Med Biol, 595, pp 453-470 45 Sharma R.A., et al (2005), "Curcumin: The story so far", European Journal of Cancer, 41, pp 1955-1968 46 Shen L., et al (2007), "Theoretical study on physicochemical properties of curcumin, spectrochimica Acta Part A", Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 67, pp 619-623 47 Shim J.S., et al (2002), "Hydrazinocurcumin, a novel synthetic curcumin derivative, is a potent inhibitor of edotheliar cell proliferation", Bioorganic & Medicinal Chemistry, 10, pp 2987-2992 48 Shishodia S., et al (2005), "Curcumin: getting back to the roots", Ann N Y Acad Sci, 1056, pp 206-17 49 Tonnesen H H., Karlsen J (1985), "Studies on curcumin and curcuminoids", Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und Forschung, 180(5), pp 402-404 50 Vyas A., et al (2013), "Perspectives on new synthetic curcumin analogs and their potential anticancer properties", Curr Pharm Des, 19(11), pp 2047-2069 51 Wu N.C (2003), "Safety and anti - inflammatory activity of curcumin: A component of tumeric (Curcuma longa)", The Journal of alternative and complementary medicine, 9(1), pp 161-168 52 Yun Jin Jung., Min Ju Doh., et al (2003), "Prednisolone 21-sulfate sodium: a colon-specific pro-drug of prednisolone", Journal of Pharmacy and Pharmacology, 55, pp 1075–1082 53 Zhao Mei Wang a., Lin Li., et al (2007), "Preparation and anticoagulation activity of sodium cellulose sulfate", International Journal of Biological Macromolecules, 41, pp 376-382 54 Zhang F., et al (2011), "A novel solubility‐enhanced curcumin formulation showing stability and maintenance of anticancer activity", Journal of pharmaceutical sciences, 100(7), pp 2778-2789 PHỤ LỤC Phụ lục Phổ MS chất TH-1 Phụ lục Phổ IR chất TH-1 Phụ lục Phổ 1H-NMR chất TH-1 Phụ lục Phổ 1H-NMR giãn chất TH-1 Phụ lục Phổ 1H-NMR giãn chất TH-1 (tiếp) Phụ lục Phổ 13C-NMR chất TH-1 Phụ lục Phổ 13C-NMR giãn chất TH-1 Phụ lục Phổ MS chất TH-2 Phụ lục Phổ IR chất TH-2 Phụ lục 10 Phổ 1H-NMR chất TH-2 Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR giãn chất TH-2 Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR giãn chất TH-2 (tiếp) Phụ lục 1: Phổ MS negative chất TH-1 Phụ lục 2: Phổ IR chất TH-1 Phụ lục 3: Phổ 1H-NMR chất TH-1 Phụ lục 4: Phổ 1H-NMR giãn chất TH-1 Phụ lục 5: Phổ 1H-NMR giãn chất TH-1 (tiếp theo) Phụ lục 6: Phổ 13C-NMR chất TH-1 Phụ lục 7: Phổ 13C-NMR giãn chất TH-1 Phụ lục 8: Phổ MS chất TH-2 Phụ lục 9: Phổ IR chất TH-2 Phụ lục 10: Phổ 1H-NMR chất TH-2 Phụ lục 11: Phổ 1H-NMR giãn chất TH-2 Phụ lục 12: Phổ 1H-NMR giãn chất TH-2 ... Nghiên cứu tổng hợp dẫn chất sulfat curcumin với hai mục tiêu: Tổng hợp đƣợc dẫn chất sulfat curcumin Thử tác dụng chống oxy hóa, chống viêm dẫn chất tổng hợp đƣợc CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng. .. 2,56 curcumin) [3] Hình 1.14 Dẫn chất hydroxyethyl curcumin  Dẫn chất khác curcumin 12 H Ohtsu cộng nghiên cứu phản ứng tác động lên nhóm methylen linh động curcumin để thu dẫn chất Ví dụ hợp chất. .. 1.12 Dẫn chất glycosyl -curcumin 11 Hình 1.13 Một số dẫn chất acyl hóa curcumin 12 Hình 1.14 Dẫn chất hydroxyethyl curcumin 12 Hình 1.15 Một số dẫn chất khác curcumin 13 Hình 1.16 Một số sulfat