Hợp chất Cleistantoxin (CLQ11) được phân lập từ cặn CH2Cl2 của quả cây Cách hoa đông dương. Đây là hợp chất mới, có hoạt tính gây độc tế bào trên dòng tế bào KB rất mạnh và là hợp chất chính trong quả cây này. Nhằm tìm hiểu mối tương quan giữa hoạt tính – cấu trúc, 1 dãy các dẫn xuất amide
đã được tổng hợp từ nguyên liệu đầu là Cleistantoxin (CLQ11). Thực tế, hợp
chất Cleistantoxin (CLQ11) có khung cơ bản giống với Podophyllotoxin, là hợp chất có hoạt tính sinh học đa dạng được phân lập từ nhiều loài thuộc chi
Podophyllum. Rất nhiều dẫn xuất của Podophyllotoxin đã được tổng hợp và trong số đó hiện có dẫn xuất etoposide và teniposide đang được sử dụng làm tác nhân chữa trị một số bệnh ung thư. Nhiều các nghiên cứu cho thấy cấu hình của C-7 trong phân tử Podophyllotoxin rất dễ bị epime hóa trong môi trường axit ngay cả axit loãng. Ngược lại C-8’ lại đễ bị epime hóa trong môi trường kiềm. Do vậy các nghiên cứu dẫn xuất của Podophyllotoxin cho tới nay
142
vẫn thu hút sự quan của nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới nhằm tìm kiếm các hợp chất có cấu trúc bền hơn và có hoạt tính sinh học cao.
OMe OMe O O O OH O MeO Podophyllotoxin 7 8'
Từ 700 g quả Cách hoa đông dương khô, 3,0 g hợp chất Cleistantoxin (CLQ11) đã được phân lập. Mục đích trong khuôn khổ nghiên cứu này là tạo
được các dẫn xuất mới của Cleistantoxin (CLQ11) có có cấu trúc bền hơn với
việc tạo liên kết C-C thay vì liên kết C-O. Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất của cleistantoxin (CLQ11) được trình bày trong hình 4.55. Theo đó, hợp chất
Cleistantoxin (CLQ11) được xử lý với tác nhân Me3SiCN trong sự có mặt của
InCl3 và Me3SiBr trong dung môi CH2Cl2 khan ở nhiệt độ 40 oC thu được hợp chất 1 đạt hiệu suất 81% [70]. Cấu trúc hóa học của hợp chất 1 đã được xác định
bằng các phương pháp phổ, đặc biệt là phổ NMR phổ NMR. Trên phổ 13
C NMR, tín hiệu của nhóm CN được quan sát rõ ràng tại δC 115,3. Đồng thời, tín hiệu của
nhóm oxymetin CH-7 của Cleistantoxin (CLQ11) đã bị thay thế bới tín hiệu tại
δC 28,7 và δC 4,37. Điều đáng chú ý ở đây là H-7 trong hợp chất 1 có hằng số tương tác nhỏ (J = 5,5 Hz), trong khi cấu hình của các trung tâm bất đối còn lại (C-7’, C-8’ và C-8) không thay đổi so với Cleistantoxin (CLQ11). Điều này chứng tỏ cấu hình của C-7 đã bị đảo ngược so với Cleistantoxin (CLQ11).
Đây là phản ứng thế SN2 (thế nucleophin lưỡng phân tử) trong đó có sự
143
Cơ chế phản ứng được giả thiết như sau: Đầu tiên là sự kết hợp của InCl3 và Me3SiBr tạo thành hệ axit Lewis tăng cường. Hệ axit Lewis này hoạt hóa 1 phần nhóm hydroxyl (-OH) bằng sự liên hợp mạnh đến trung tâm silic
để thúc đẩy sự tạo thành cacbocation. Tiếp đó là sự cộng hợp của Me3SiCN
với cacbocation để tạo thành sản phẩm nitril hóa và có sự tái sinh lại hệ xúc tác [70]. Sơ đồ cơ chế phản ứng được thể hiện trong hình sau:
Hình 4.54: Sơ đồ cơ chế phản ứng thế nitril
Hợp chất 1 sau đó được thủy phân trong môi trường HCl 2N trong dung
môi dioxane ở 90 oC trong 5 giờ tạo thành hợp chất 2 đạt hiệu suất 70%. Việc nhóm nitril đã được thủy phân tạo thành nhóm cacboxylic cũng được khẳng định với việc biến mất tín hiệu của nhóm nitril tại δC 115,3 của 1 thay vào đó là sự xuất hiện của nhóm cacboxylic tại δC 175,2 trên phổ 13C NMR của 2.
Phân tích phổ NMR của hợp chất 2 thấy rõ rằng trong điều kiện phản ứng này,
vòng lacton trong cấu trúc 1 đã được mở, sau đó nhóm hydroxyl tại C-9 đóng
vòng lại với nhóm cacboxylic được tạo thành từ việc thủy phân nhóm nitril: trên phổ HMBC, cacboxylic C-7a (δC 175,2) cho tương tác mạnh với proton
144
CH2-9 [δH 4,15 (d, J = 9,5 Hz, Ha-9) và 4,53 (dd, J = 5,5, 9,5 Hz, Hb-9)], trong khi C-9’ không thấy xuất hiện tương tác với các proton này. Từ hợp chất trung
gian 2, dãy dẫn xuất amide đã được tổng hợp thông qua việc xử lý hợp chất 2
với oxallyl chloride để chuyển hóa nhóm cacboxylic thành nhóm acid chloride hoạt hóa hơn. Sau đó dẫn xuất acid chloride thu được đã được phản ứng với các amine khác nhau (furfurylamine, imidazole, cyclopentylamine, (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
cycloheptylamine, N,N-dibenzylamine và 4-fluorobenzylamine, 3,4-
dichlorobenzylamine và piperidine) trong sự có mặt của Et3N trong dung môi
CH2Cl2 khan ở nhiệt độ phòng thu được các sản phẩm amide tương ứng 3a-h
với hiệu suất trong khoảng 40-75%. Như vậy thông qua các phản ứng này, 8
dẫn xuất amide của Cleistantoxin (CLQ11) đã được tổng hợp với việc tạo liên
kết C-C thay vì liên kết C-O và sự biến đổi vòng lacton. Cấu trúc hóa học của các dẫn xuất amide này đã được khẳng định qua phân tích các dữ liệu phổ, bao gồm phổ MS và NMR 1D và 2D.
145
Hình 4.55: Sơ đồ tổng hợp các dẫn xuất của Cleistantoxin (CLQ11)