Gần đây, các dẫn xuất dimer hoặc trime của artemisinin ngày càng được quan tâm nghiên cứu (Hình 19) trong việc tìm kiếm các chất chống ung thư mới.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự hiện diện của cầu nối endoperoxide đôi hoặc ba cùng một lúc trong các phân tử có thể gây ra độc tính tế bào rất mạnh đối với một số dòng tế bào ung thư khác nhau trong các thử nghiệm in vitro và in vivo so với dihydroartemisinin [118, 119]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi định hướng hướng tới việc tổng hợp các chất dimer artemisinin mới bền vững chứa một liên kết amide ở C-10 và đánh giá về tác dụng gây độc tế bào chống lại một số dòng tế bào ung thư ở người.
Hình 19. Artemisinin, dihydroartemisinin (DHA), và các dẫn xuất dimer, trimer artemisinin [118, 119].
Các dẫn xuất dimer artemisnin 66a-g được tổng hợp như minh họa trong sơ đồ 18. Dihydroartemisinin (10) đầu tiên được cho phản ứng với NaN3 với sự có mặt của (CH3)3SiCl và KI trong CH2Cl2 ở 0-5 oC để cho chất trung gian 10- azidoartemisinin với hiệu suất cao theo quy trình đã biết [120]. Hợp chất này tiếp theo được thủy phân bởi triphenylphosphine (Ph3P) trong hỗn hợp tetrahydrofuran (THF) và nước (1: 1) ở 65 oC để cho 10β-aminoartemisinin (64) dạng chất dầu hơi vàng với hiệu suất khá tốt. Hợp chất này khá kém bền nên sau phản ứng, sản phẩm phụ của quá trình thủy phân nhóm azide là triphenylphosphine oxide (Ph3P=O) được loại khỏi phản ứng bằng cách rửa nhiều lần với n-hexan lạnh. Sản phẩm 64
ứng tiếp theo của 64 với các anhiđrit axit cacboxylic, bao gồm anhydrit succinic, anhydrit glutaric, anhydrit 3,3-đimetylglutaric, anhydrit maleic và anhydrit naphthalic trong CH2Cl2 trong sự hiện diện của 1-(3-dimetylaminopropyl)-3- etylcarbodiimit HCl (EDC.HCl) và 4-dimetylaminopyridin (DMAP) làm hệ xúc tác ở nhiệt độ phòng để cho loạt các các dẫn xuất mới có chứa nhóm cacboxylic 8a-e
với hiệu suất (Sơ đồ 18).
Để tổng hợp các hợp chất 65f và 65g, hợp chất 10β-aminoartemisinin (64) được phản ứng với axit adipic monometyl este và axit suberic monometyl este trong CH2Cl2 ở nhiệt độ phòng sử dụng EDC.HCl và DMAP làm chất xúc tác để tạo ra các este tương ứng 64a và 64b. Các chất này được thủy phân luôn mà không cần tinh chế gì thêm trong hỗn hợp của CH2Cl2 và MeOH (9: 1) ở điều kiện kiềm (NaOH 0,2 N trong MeOH) để tạo ra 65f và 65g với hiệu suất cao (74-80%%) (hai bước) [121]. Cấu trúc của các hợp chất trung gian này được khẳng định bằng các phương pháp phổ như IR, NMR và ESI-HRMS. Để chứng minh cấu trúc, hợp chất
65a được lấy làm ví dụ.
Ở phổ 1
H NMR (Hình 20, 21 và 22), có thể dễ dàng quan sát thấy một doublet một proton amide ở 6,59 (J = 9,5 Hz) do tương tác với với H-10. Ngoài ra, một tín hiệu đơn đặc trưng ở 5,42 ppm thuộc về proton H-12, và tín hiệu cộng hưởng của proton H-10 dưới dạng một triplet ở 5.34 (t, J = 10.5 Hz), một sự tách tương tự trong báo cáo trước đó [120]. Sự hiện diện của 4 proton của mạch axit succinic được khẳng định thông qua tín hiệu ở 2,77-2,56 ppm trùng chập với các tín hiệu khác của các proton khung artemisinin. Một tín hiệu đơn của nhóm metyl (H- 14) xuất hiện ở 1,41 ppm, và hai nhóm metyl khác (H-15, H-16) quan sát được ở dạng các doublet tương ứng ở 0,97 và 0,85 ppm. Trong phổ 13C NMR, có sự xuất hiện của tất cả 19 tín hiệu carbon, trong đó có các tín hiệu đặc trưng của carbon amit và cacboxylic xuất hiện ở 172,10 (COOH) và 171,17 (CONH). Các tín hiệu đặc trưng khác của khung artemisinin ở δ 104,5 (C-3); 91,78 (C-10); 80,5 (C-12) và 76,3 (C-12a) ppm cũng quan sát được (Hình 23).
Hình 22. Phổ giãn 1H NMR của axit 65a
Cuối cùng, phản ứng của 65a-g với 10β–aminoartemisinin (64) trong CH2Cl2 với sự có mặt của EDC.HCl và DMAP làm hệ xúc tác cho một loạt các chất dimer artemisinin mới 66a-g với hiệu suất khá sau khi tinh chế bằng sắc ký cột (Sơ đồ 19). Cấu trúc của 66a-g được xác định dựa trên các phổ: IR, NMR và ESI-HRMS. Nói chung, phổ 1H NMR của tất cả các chất dimer artemisinin cho thấy sự xuất hiện của proton amit ở dạng một doublet ở 6,42-7,0 ppm và ở 164,3 -173,2 ppm với phổ 13C NMR. Ngoài ra, các tín hiệu đặc trưng khác của khung artemisinin trong cả 1H và 13C NMR đều dễ dàng quan sát được.
Hình 23. Phổ 13C NMR của chất 65a
Hợp chất 66g được sử dụng làm chất đại diện để chứng minh cấu trúc. Chất dimer 66g thu dược ở dạng chất rắn (foam). Phổ 1H NMR (Hình 24, 25) cho thấy sự xuất hiện của đầy đủ các proton trong cấu trúc trong đó các 2 proton NH amit quan sát được dưới dạng một dublet cường độ yếu do tương tác với H-10 ở δ 6,42 ppm (d, J = 10,5 Hz), 2 proton H-12 ở dạng một singlet cường độ mạnh ở 5,42 ppm và 2 proton của H-10 ở dạng triplet do tương tác với H-9 và NH ở δ 5,38 (t, J = 10,5 Hz). Các proton khác của khung artemisinin dễ dàng quan sát được ở trường cao hơn với chuyển dịch hóa học và kiểu tách đặc trưng thường thấy. Phổ 13C NMR (Hình 26) cho thấy sự hiện diện của 19 carbon trong cấu trúc phân tử dimer. 2 carbon amit tương đương trong cấu trúc dime cộng hưởng ở trường thấp nhất ỏ δ 173,2 ppm. Các carbon đặc biệt khác của khung artemisinin dễ thấy được ở δ 104,3 (C-3); 91,7 (C-10); 80,5 (C-12); 75,9 (C-12a). Cuối cùng cấu trúc của 66g được khẳng định bởi phổ ESI-HRMS (Hình 27).
Hình 24. Phổ 1H NMR của chất 66g
Hình 26. Phổ 13C NMR của chất 66g
Bảng 3. Cấu trúc và hiệu suất các hợp chất 66a-g
TT Chất Linker Công thức Trọng lượng phân tử Hiệu suất (%) 1 66a -(CH2)2- C34H52N2O10 648 71 2 66b -(CH2)3- C35H54N2O10 662 68 3 66c -(CH2)C(CH3)2CH2- C37H58N2O10 690 69 4 66d -CH=CH- C34H50N2O10 646 72 5 66e C38H52N2O10 696 69 6 66f -(CH2)4- C36H56N2O10 676 74 7 66g -(CH2)6- C38H60N2O10 704 76