Tổng Hợp Một Số Dẫn Xuất Ester Của Salazinic Acid

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA HỐ HỌC - - KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỮU CƠ TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT ESTER CỦA SALAZINIC ACID GVHD: TS Phạm Đức Dũng SVTH: Mai Chí Cơng MSSV: 42.01.201.009 CHUN NGÀNH: HỐ HỮU CƠ Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA HỐ HỌC - - KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỮU CƠ TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT ESTER CỦA SALAZINIC ACID GVHD: TS Phạm Đức Dũng SVTH: Mai Chí Cơng CHUN NGÀNH: HỐ HỮU CƠ MSSV: 42.01.201.009 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7, năm 2020 Xác nhận Hội đồng phản biện KÍ TÊN VÀ DUYỆT (Kí ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với: Thầy Phạm Đức Dũng – Giảng viên Khoa Hoá học, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh ln nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ, quan tâm động viên em trình học tập thời gian nghiên cứu đề tài làm khoá luận Thầy Dương Thúc Huy – Giảng viên Khoa Hoá học, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh truyền dạy kinh nghiệm q báu, kiến thức mới, ln nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em trình học tập làm đề tài Quý thầy cô anh chị, bạn sinh viên Khoa Hoá học hỗ trợ cho em thời gian làm khoá luận tốt nghiệp Gia đình ln bên cạnh, động viên em để em hồn thành thật tốt khố luận tốt nghiệp Do cịn nhiều thiếu sót thao tác, với lượng thời gian có hạn nên khóa luận khơng thể tránh khỏi nhiều sai sót Em mong nhận thơng cảm góp ý từ phía thầy, người Em xin chân thành cảm ơn! Mai Chí Cơng i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i Danh mục chữ viết tắt kí hiệu iii Danh mục bảng iv Danh mục hình ảnh v Danh mục sơ đồ vi LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Depsidone 1.1.1 Định nghĩa .2 1.1.2 Một số dẫn xuất depsidone 1.1.3 Dẫn xuất ester hố từ chất có khung depsidone 1.2 Salazinic acid 1.2.1 Tổng quát 1.2.2 Hoạt tính sinh học salazinic acid 1.2.3 Một số dẫn xuất salazinic acid ii Danh mục chữ viết tắt kí hiệu Ac Acetone AcOH Acetic acid br s Mũi đơn rộng (Broad singlet) C Chloroform d Mũi đôi (Doublet) EA Ethyl acetate EtOH Ethanol H Hexane h IC50 Nồng độ ức chế phát triển 50% số tế bào thử nghiệm (Half Maximal Inhibitory Concentration) J Hằng số ghép cặp m multiplet (mũi đa) MIC Nồng độ tối thiểu ức chế phát triển tế bào (Minimum Inhibitory Concentration) NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) ORAC Nguyên lý khả hấp thụ oxygen (Oxygen Radical Absorbance Capacity) ppm Part per million s Mũi đơn (Singlet) δ Độ dịch chuyển hóa học (Chemical shift) UV Ultraviolet iii Danh mục bảng Bảng 1.1 Khả ức chế tăng trường dòng tế bào FemX LS174 Bảng 1.2 Kết thử nghiệm hoạt tính ức chế số loại vi khuẩn salazinic acid iv Danh mục hình ảnh Hình 1.1 Một số dẫn xuất depsidone Hình 1.2 Một số dẫn xuất depsidone (tiếp theo) Hình 1.3 Protocetraric acid Hình 1.4 Sơ đồ ester hố protocetraric acid tác chất khác Hình 1.5 Salazinic acid .5 Hình 1.6 Tổng hợp chalybaeizanic acid từ salazinic acid Hình 1.7 Tổng hợp hexaacetylsalazinic acid từ salazinic acid v Danh mục sơ đồ vi LỜI MỞ ĐẦU Địa y bao gồm khoảng 18500 loài, thuộc dạng thực vật bậc thấp, sống nơi vô khắc nghiệt vực đá, đất đá, sa mạc, thân cây,… , khả sống cộng sinh nấm tảo kết hợp với vi khuẩn lam [1–4] Nhờ đặc tính mà địa y tạo sản phẩm có hoạt tính sinh học depside, depsidone, dibenzofuran có hoạt tính kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm, kháng ung thư, chống viêm, hạ sốt, giảm đau gây độc tế bào chất điều hòa miễn dịch [4–10] Một số chất chuyển hóa thứ cấp mang khung depside depsidone có địa y hoạt động sắc tố sàng lọc ánh sáng, hấp thụ tia cực tím mạnh mẽ chống lại tác hại ánh sáng UVA, UVB [7] Trong sản phẩm chuyển hoá thứ cấp địa y, depsidone hai tập hợp quan trọng đa dạng nhất, có ý nghĩa lớn mặt hoạt tính sinh học [11] Các hợp chất thuộc khung sườn depsidone tìm thấy nhiều lồi địa y thuộc chi Usnea, Parmotrema reticulatum, Ramalina siliquosa [5], [6], [12] Depsidone cho thấy khả kháng virus, kháng khuẩn, ức chế enzyme hoạt động, ức chế HIV in vitro,… [7], [12], [13] Salazinic acid hợp chất thuộc khung sườn depsidone Do vậy, hợp chất có hoạt tính sinh học đặc trưng khung sườn depsidone kháng khuẩn, kháng nấm chống lại virus HIV-1 [14] Hiện nay, nghiên cứu phản ứng tổng hợp dẫn xuất salazinic acid cịn hạn chế nguồn cung cấp salazinic acid từ tự nhiên Vì vậy, với mong muốn tổng hợp số dẫn xuất salazinic acid, hợp chất có hoạt tính sinh học tiềm năng, chúng tơi chọn đề tài “Tổng hợp số dẫn xuất ester salazinic acid” cho khóa luận CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Depsidone 1.1.1 Định nghĩa Depsidone dẫn xuất phenol, với khung sườn gồm hai phân tử phenol liên kết qua nối ester nối ether [15] Dẫn xuất depsidone chất chuyển hoá thứ cấp có địa y Dẫn xuất depsidone cịn tìm thấy số thực vật bậc cao, đóng vai trị việc bảo vệ chống trùng vi khuẩn [16], [17] Depsidone cho thấy khả kháng virus, kháng khuẩn, ức chế enzyme hoạt động, ức chế HIV in vitro,… [7], [12], [13] 1.1.2 Một số dẫn xuất depsidone Hình 1.1 Một số dẫn xuất depsidone Các dẫn xuất depsidone có khả chống oxy hố cao Khả đánh giá khả ức chế q trình tự oxy hố não chuột oxy hoá β-carotene Kết thu hai quy trình chất chuyển hóa từ địa y có hoạt tính ức chế vừa phải khoảng nồng độ µM Ảnh hưởng lớn sử dụng 1chloroparmarin q trình tự oxy hóa não chuột vơi mức bảo vệ lên đến 66% [18] Dẫn xuất depsidone cho kết cao sử dụng để ức chế phát triển tế bào ung thư biểu mô tuyến tiền liệt DU-145 Nghiên cứu thực với sphaerophorin (depside), epiphorellic acid-1 (diarylether), pannarin (depsidone) Kết rằng, chất chuyển hố từ địa y có khả ức chế phát triển tế bào ưng thư tuyến tiền liệt DU-145 pannarin cho hiệu cao Sau 72h điều trị liên tục, sức sống tế bào ung thư giảm 57%, 31%, 20% tương ứng với sphaerophorin, epiphorellic acid-1 pannarin [19] Ngoài ra, norstictic acid protocetratic acid cho hiệu kháng khuẩn khả quan Norstictic acid hoạt động chống Aeromonas hydrophila (MIC 0.84 mM) vi sinh vật khác Bacillus subtilis (MIC 3.4 mM), Listeria monocytogenes (MIC 0.42 mM), Proteus vulgaris (MIC 1.7 mM), Staphylococcus aureus (MIC 6.7 mM), Streptococcus faecalis (MIC 0.84 mM), Candida albicans (MIC 0.1 mM) Candida glabrata (MIC 0.1 mM) Protocetraric acid cho thấy hoạt động chống lại nấm men Candida albicans (MIC 0.14 mM) Candida glabrata (MIC 0.14 mM) Các giá trị MIC đo chống lại 107 tế bào [20] Hình 1.2 Một số dẫn xuất depsidone (tiếp theo) Ngồi tiềm hoạt động chống khối u, ức chế khả oxy hố, hoạt tính kháng khuẩn, ức chế phát triển virus HIV, dẫn xuất depsidone thể hoạt tính ức chế mạnh nhiều loại enzyme Thử nghiệm hoạt tính ức chế enzyme βglucuronidase phosphodiesterase phương pháp sắc kí lớp mỏng cho thấy hợp chất depsidone tách từ địa y Heterodermia sp tìm thấy Labukelle, Sri Lanka lobaric acid Trong ức chế β-glucuronidase, lobaric acid cho giá trị IC50 3.28 ± 0.05 µM, thấp đáng kể so với tiêu chuẩn D-saccharic 1,4-lactone acid (IC50 = 48.4 ± 1.2 µM) Lobaric acid cho thấy ức chế đáng kể khác enzyme phosphodiesterase với IC50 = 313.7 ± 2.2 µM, so sánh với hai chất chuẩn EDTA (IC50 = 274.0 ± 0.1 µM) cystein (IC50 = 748.0 ± 0.1 µM) [9] Dẫn xuất depsidone thể độc tính tế bào tương đối số dòng tế bào ung thư Unguinol aspergillusidone D làm giảm tăng sinh tế bào dòng tế bào ung thư vú MDA-MB-231 [17] 1.1.3 Dẫn xuất ester hố từ chất có khung depsidone Protocetraric acid chất có khung sườn depsidone Protocetraric acid thử nghiệm hoạt tính sinh học nhiều loại nấm, vi khuẩn, hoạt tính kháng nhiều loại ung thư khác Protocetraric acid có khả kháng loại nấm (Aspergillus fumigatus, Candida albicans, Cryprococcus var difluens, Fusarium oxysporum, Mucor mucedo Paecilomyces variotii), loại vi khuẩn khác (B cereaus, B subtilis, M tuberculosis, P vulgaris, S lutea S aureus) [21] Hình 1.3 Protocetraric acid Năm 2018, Q T Huynh cộng tiếp tục tiến hành tổng hợp số dẫn xuất ester hố protocetraric acid [15] [Hình 1.4] 1.2 Salazinic acid 1.2.1 Tổng quát Salazinic acid chất chuyển hố thứ cấp, có cấu trúc khung depsidone (Hình 1.5) Salazinic acid có cơng thức phân tử C18H12O10, tên khoa học 1,4,10trihydroxy-5-(hydroxymethyl)-8-methyl-3,7-dioxo-1,3-dihydro-7H-benzo[6,7] [1,4]dioxepino [2,3-e]isobenzofuran-11-carbaldehyd, chất bột màu nâu, tan tốt acetone hay ethyl acetate, cô lập từ số loại địa y Usnea angulate, Parmelia sulcate Hình 1.5 Sơ đồ ester hố protocetraric acid tác chất khác Hình 1.6 Salazinic acid 1.2.2 Hoạt tính sinh học salazinic acid Salazinic acid chiết xuất từ địa y Parmelia sulcate, Usea angulate Salazinic acid có hoạt tính chống oxi hoá mạnh protocetraric acid [4] Salazinic acid có khả chống ung thư mạnh dòng tế bào ung thư FemX (u ác tính người) LS174 (ung thư biểu mơ đại tràng người), mạnh protocetraric acid [4] Giá trị IC50 trình bày Bảng Bảng 1.1 Khả ức chế tăng trường dòng tế bào FemX LS174 Hợp chất Giá trị IC50 (µg/mL) FemX LS174 Salazinic acid 39.52 ± 0.56 35.67 ± 1.89 Protocetraric acid 58.68 ± 2.11 60.18 ± 0.59 Salazinic acid thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn hai mươi tám loại vi khuẩn khác (Bảng 1), liều MIC (µg/41.7 µL mM) Kết Bảng 1.2 cho thấy khả chống lại Aeromonas, Bacillus cereus, Bacillus subilis, Listeria monocytogenes, Proteus vulgaris, Yersinia enterocolitica, Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis, Candida albicans, Candida glabrata, Aspergillus niger, Aspergillus fumigatus Penicillium notatum salazinic acid Salazinic acid không cho thấy hoạt động kháng khuẩn chống lại L monocytogenes, P Vulgaris, Y enteratioitica, S faecalis, đặc biệt cho thấy hoạt động chống lại Pseudomonas aeruginosa Salmonella typhimurium hiệu [22] Năm 1997, hợp chất có khung sườn depside depsidone nghiên cứu khả kháng virus HIV-1 Kết cho thấy, hợp chất có khả chống lại virus HIV-1 Trong đó, salazinic acid hợp chất có khả kháng virus trung bình [12] Hoạt tính chống oxy hóa xác định phương pháp xét nghiệm ORAC số sản phẩm thứ cấp cô lập từ địa y Kết cho thấy, salazinic aicd có khả chống oxy hoá tương đối [11] Năm 2010, G Amo de Paz cộng tiến hành nghiên cứu khả kháng oxy hoá salazinic acid dịng tế bào U373 MG có não người Kết cho thấy, salazinic acid cho hiệu việc bảo vệ tế bào U373 MG khỏi tác nhân gây hại hydrogen peroxide Salazinic acid hoạt động chất chống oxy hoá rối loạn thoái hoá thần kinh, hỗ trợ việc điều trị bệnh Alzheimer bệnh Parkinson người [2] Bảng 1.2 Kết thử nghiệm hoạt tính ức chế số loại vi khuẩn salazinic acid Tên vi khuẩn Giá trị MIC (chống lại 107 tế bào bào tử) µg/41.7 µl mM Aeromonas hydrophila 125 7.7 Bacillus cereus 63 3.9 Bacillus Subilis 125 7.7 Listeria monocytogenes - - Proteus vulgaris - - Yersinia enterocolitica - - Staphylococcus aureus 125 7.7 Streptococcus faecalis - - Candida albicans 500 30.8 Candida glabrata 500 30.8 Aspergillus niger 250 15.4 Aspergillus fumigatus 250 15.4 Penicillium notatum 500 30.8 Pseudomonas aeruginosa 250 15.4 Salmonella typhimurium 250 15.4 Năm 2008, Bruno Burlando cộng nghiên cứu khả ảnh hưởng đến tăng sinh tế bào làm lành vết thương salazinic acid, hai mục tiêu quan trọng việc nghiên cứu ung thư tái tạo mơ Thí nghiệm thực tế bào ung thư biểu mơ ác tính MM98, tế bào ung thư biểu mơ âm hộ A431 tế bào HaCaT Nghiên cứu cho thấy, salazinic acid gây độc tính thấp tế bào MM98 A431, nhiên salazinic acid có khả phục hồi vết thương tế bào HaCaT với hiệu cao, sau (±) usnic acid and gyrophoric acid [23] 1.2.3 Một số dẫn xuất salazinic acid Năm 1999, John A Elix Judith H Wardlaw tiến hành tổng hợp số dẫn xuất từ salazinic acid Oxi hoá salazinic acid pyridinium dichromate dung mơi DMF thu chalybaeizanic acid [24] Hình 1.7 Tổng hợp chalybaeizanic acid từ salazinic acid Acetyl hoá salazinic acid anhydric acetic tác dụng xúc tác H2SO4 đặc HClO4 thu hexaacetylsalazinic acid [5], [24] Hình 1.8 Tổng hợp hexaacetylsalazinic acid từ salazinic acid G Selravaj cộng nghiên cứu khả kháng oxy hóa salazinic acid dẫn xuất hexaacetylsalazinic acid nhiều phương pháp khác Tính chất chống oxy hóa nghiên cứu theo qua hoạt tính peroxid hóa lipid, hoạt tính phosphomolybdenum, hoạt tính superoxide dismutase Salazinic acid dãn xuất hexaacetylsalazinic nghiên cứu hoạt tính kháng oxy hóa giá trị IC50 chúng tính tốn Hexaacetylsalazinic acid cho thấy hiệu kháng oxy hoá tốt [5] Salazinic acid diện với số lượng nhiều địa y P dilatatum [6] nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất salazinic acid chưa thực nhiều, đặc biệt phản ứng ester hóa nhóm chức alcohol cấp Vì vậy, chúng tơi tiến hành điều chế dẫn xuất ester salazinic acid dùng xúc tác AlCl3 [15], [25] với hi vọng tạo nhiều dẫn xuất có hoạt tính sinh học cao ... nay, nghiên cứu phản ứng tổng hợp dẫn xuất salazinic acid cịn hạn chế nguồn cung cấp salazinic acid từ tự nhiên Vì vậy, với mong muốn tổng hợp số dẫn xuất salazinic acid, hợp chất có hoạt tính sinh... ester hoá protocetraric acid tác chất khác Hình 1.5 Salazinic acid .5 Hình 1.6 Tổng hợp chalybaeizanic acid từ salazinic acid Hình 1.7 Tổng hợp hexaacetylsalazinic acid từ salazinic. .. 1.3 Protocetraric acid Năm 2018, Q T Huynh cộng tiếp tục tiến hành tổng hợp số dẫn xuất ester hoá protocetraric acid [15] [Hình 1.4] 1.2 Salazinic acid 1.2.1 Tổng quát Salazinic acid chất chuyển