Cho 200 mg catharanthine sulfate (0,46 mmol) vào dung dịch chứa 20 ml HCl 0,1N, 20 ml dung dịch đệm Glycine – NaCl 0,1M và 540 mg FeCl3.6H2O (2,00 mmol) khuấy ở nhiệt độ thường trong 10 phút. Thêm tiếp 210,13 mg vindoline (0,46 mmol) vào
hỗn hợp tiếp tục khuấy trong 2 giờ ở cùng nhiệt độ. Nhỏ từ từ KCN (868 mg, 13,35 mmol) trong 8 ml NH4OH vào hỗn hợp và tiếp khuấy trong 30 phút. Hỗn hợp phản ứng sau đó được chiết bằng CH2Cl2, làm khan, phần hữu cơ đem lọc qua bột celite và cô đuổi dung môi dưới áp suất thấp ở 20 οC thu được sản phẩm rắn thô. Sản phẩm này được rửa bằng hỗn hợp ethyl acetate : n–hexan 15%, thu lấy phần dịch lỏng quay khô ta thu được 252 mg 3’S-cyanoanhydrovinblastine 94 (74%). Hợp chất 94. IR 3436; 2973; 2886; 2228; 1733; 1650; 1616; 1232; 1038. 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9,71 (s br, OH), 7,96 (s, 1H, NH), 7,50 (d, J = 7,8 Hz, 1H, H-11’), 7,21 – 7,10 (m, 3H, H-13’, H-14’, H-12’), 6,71 (s, 1H, H-14), 6,15 (s, 1H, H-17), 5,93 (s, 1H, H-5’), 5,88 (dd, J = 10,2, 4,0 Hz, 1H, H-7), 5,50 (s, 1H, H- 4), 5,34 (d, J = 10,2 Hz, 1H, H-6), 3,84 (s, 1H, H-2), 3,82 (s, 3H, C3-COOCH3), 3,81 (s, 6H, OCH3), 3,57 (s, 3H, C18’-COOCH3), 3,47 (m, 1H, H-19’b), 3,43 (m, 1H, H- 7’b), 3,39 (d, J = 4,7 Hz, 1H, H-8b), 3,34 (m, 1H, H-10a), 3,25 (m, 1H, H-7’a), 3,19 (m, 1H, H-19’a), 3,12 (m, 2H, H-8’), 3,08 (m, 1H, H-1’b), 2,80 (m, 1H, H-8a), 2,79 (s, 3H, N-CH3), 2,69 (s, 1H, H-19), 2,53 (s br, 1H, H-3’), 2,45 (m, 1H, H-10a), 2,29 (m, 1H, H-11b), 2,17 (m, 1H, H-20’b), 2,12 (s, 3H, C4-OCOCH3), 2,08 (m, 1H, H- 20’a), 2,01 (m, 1H, H-1’a), 1,83 (m, 2H, H-20b, H-11a), 1,39 (m, 1H, H-11a), 1,33 (m, 1H, H-2’), 1,10 (t, J = 7,4 Hz, 3H, H-21’), 0,87 (t, J = 7,4 Hz, 3H, H-21). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 173,88 (C18’-COOCH3), 171,70 (C3-COOCH3), 171,04 (C4-OCOCH3), 158,03 (C-16), 153,37 (C-18), 134,93 (C-15’), 131,52 (C-5’), 130,82 (C-17’), 129,98 (C-6), 129,06 (C-10’), 124,58 (C-7), 123,48 (C-13), 123,24 (C-14), 122,69 (C-13’), 122,26 (CN), 119,33 (C-12’), 118,53 (C-15), 118,19 (C-11’), 116,14 (C-9’), 110,71 (C-14’), 101,22 (C-4’), 94,34 (C-17), 83,32 (C-2), 79,67 (C-3), 76,44
(C-4), 66,12 (C-19), 55,91 (C16-OCH3), 55,22 (C-18’), 54,65 (C-7’), 53,33 (C-12), 52,47 (C18’-COOCH3), 52,31 (C3-COOCH3), 50,63 (C-10), 50,45 (C-8), 44,66 (C- 11), 44,02 (C-19’), 42,74 (C-5), 38,05 (N-CH3), 34,62 (C-3’), 33,57 (C-1’), 31,19 (C- 2’), 30,89 (C-20), 27,59 (C-8’), 26,60 (C-20’), 21,17 (C4-OCOCH3), 13,25 (C-21’), 8,62 (C-21). HR-ESI-MS [M+H]+ (tính tốn C47H55N5O8 818,4051) tìm thấy 818,4124. [α]20D +1,78(c 0,04, CH2Cl2).
2.3.2. Tổng hợp các dẫn xuất alkaloid mới thơng qua việc khử hóa chọn
lọc 3’-cyanoanhydrovinblastine
2.3.2.1. Tổng hợp chất 3'(R)-cyano-(4’(S),5’-dihydro)-anhydrovinblastine
95a
Hoà tan 40 mg (0,05 mmol) chất 94 trong 0,15 ml THF,thêm vào một hỗn hợp của axit formic và triethylamine (0,15 ml) dưới khí quyển N2. Sau đó thêm vào 0,52 mg Pd/C (10%) và khuấy ở nhiệt độ 40 οC trong khoảng 12 giờ. Kết thúc phản ứng, hỗn hợp phản ứng được thêm vào 2 ml NaHCO3 bão hòa và chiết bằng CH2Cl2. Dịch chiết được làm khan bằng Na2SO4, loại bỏ dung môi ở áp suất thấp thu được sản phẩm thô. Sản phẩm thô được tinh chế làm sạch bằng sắc ký cột silica gel thu được sản phẩm 95a (98%).
Hợp chất 95a. IR 3436; 2973; 2886; 2228; 1733; 1616; 1232; 1038. 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7,99 (s, 1H, N-H), 7,49 (d, J = 7,8 Hz, 1H, H-11’), 7,21 – 7,08 (m, 3H, H-13’, H-14’, H-12’), 6,59 (s, 1H, H-14), 6,11 (s, 1H, H-17), 5,86 (dd, J = 10,3, 4,7 Hz, 1H, H-7), 5,47 (s, 1H, H-4), 5,31 (d, J = 10,3 Hz, 1H, H-6), 3,82 (s, 4H, OCH3, H-2), 3,81 (s, 3H, C3-COOCH3), 3,62 (s, 3H, C18’-COOCH3), 3,54 (m, 1H,
H-1’b), 3,38 (dd, J = 16,3, 5,1 Hz, 1H, H-8b), 3,31 (m, 1H, H-10b), 3,26 – 3,17 (m, 5H, H-7’, H-8’, H-19’b), 2,96 – 2,79 (m, 4H, H-19’a, H-5’b, H-5’a, H-8a), 2,77 (s, 3H, N-CH3), 2,73 (s br, 1H, H-3’), 2,66 (s, 1H, H-19), 2,43 (m, 1H, H-10a), 2,30 (m, 1H, H-1’a), 2,24 (m, 1H, H-11b), 2,11 (s, 3H, C4-OCOCH3), 1,87 (m, 1H, H-4’), 1,84 – 1,76 (m, 2H, H-20b, H-11a), 1,45 – 1,27 (m, 3H, H-20’b, H-20a, H-20’a), 1,12 (m, 1H, H-2’), 0,97 (t, J = 7,5 Hz, 3H, H-21’), 0,82 (t, J = 7,3 Hz, 3H, H-21). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ174,53 (C18’-COOCH3), 171,72 (C3-COOCH3), 171,03 (C4-OCOCH3), 157,98 (C-16), 153,19 (C-18), 135,08 (C-15’), 134,8 (C-17’), 130,10 (C-6), 129,18 (C-10’), 124,60 (C-7), 123,24 (C-14), 123,24 (C-13), 122,65 (C-13’), 120,18 (CN), 119,69 (C-15), 119,12 (C-12’), 118,40 (C-11’), 117,01 (C-9’), 110,61 (C-14’), 94,13 (C-17), 83,33 (C-2), 79,70 (C-3), 76,52 (C-4), 65,70 (C-19), 56,71 (C- 7’), 55,84 (C16-OCH3), 55,50 (C-5’), 55,12 (C-18’), 53,35 (C-12), 52,57 (C18’- COOCH3), 52,28 (C3-COOCH3), 50,40 (C-10), 50,34 (C-8), 44,58 (C-11), 44,30 (C- 19’), 42,71 (C-5), 38,17 (N-CH3), 38,06 (C-3’), 34,11 (C-4’), 34,08 (C-2’), 33,36 (C- 1’), 30,86 (C-20), 29,18 (C-8’), 24,53 (C-20’), 21,17 (C4-OCOCH3), 10,98 (C-21’), 8,46 (C-21). HR-ESI-MS [M+H]+ (tính tốn C47H58N5O8 820,42854) tìm thấy 820,42383. [α]20D -5,3(c 0,04, CH2Cl2).
2.3.2.2. Tổng hợp chất 3'(R)-cyano-(4’(R),5’-dihydro)-anhydrovinblastine
95b
Hòa tan 40 mg (0,05 mmol) chất 94 trong 0,8 ml MeOH. Sau đó, thêm vào
12,82 mg (0,10 mmol) Ni2B. Nhỏ từ từ dung dịch của 62,84 mg (1,00 mmol) NaBH3CN trong 0,8 ml MeOH trong 10 phút. Sau đó, hỗn hợp phản ứng khuấy ở nhiệt độ thường trong 12 giờ. Kết thúc phản ứng, hỗn hợp được cô đuổi dung môi, thêm nước và chiết bằng CH2Cl2. Dịch chiết được làm khan bằng Na2SO4, loại bỏ dung môi ở áp suất thấp thu được sản phẩm thô. Sản phẩm thô được tinh chế làm sạch bằng sắc ký cột silica gel thu được sản phẩm 95b (72%).
Hợp chất 95b. IR 3450; 2969; 2895; 2228; 1737; 1612; 1460; 1233; 1040. 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7,96 (s, 1H, N-H), 7,52 (d, J = 7,9 Hz, 1H, H-11’), 7,22 – 7,08 (m, 3H, H-13’, H-12’, H-14’), 6,55 (s, 1H, H-14), 6,13 (s, 1H, H-17), 5,87 (dd,
J = 10,6, 4,7 Hz, 1H, H-7), 5,46 (s, 1H, H-4), 5,32 (d, J = 10,2 Hz, 1H, H-6), 3,83 (s,
3H, OCH3), 3,80 (s, 4H, C3-COOCH3, H-2), 3,61 (s, 3H, C18’-COOCH3), 3,52 (m, 1H, H-8’b), 3,38 (dd, J = 16,1, 5,0 Hz, 1H, H-8b), 3,31 (m, 1H, H-10b), 3,28 – 3,19 (m, 3H, H-7’b, H-1’b, H-19’b), 3,12 (m, 1H, H-7’a), 2,98 – 2,87 (m, 3H, H-19’a, H- 5’b, H-8’a), 2,84 – 2,74 (m, 2H, H19’a, H-5’a), 2,74 (s, 3H, N-CH3), 2,66 (s, 1H, H- 19), 2,52 – 2,40 (m, 2H, H-10a, H-1’a), 2,25 (m, 1H, H-11b), 2,11 (s, 3H, C4- OCOCH3), 2,01 (s br, 1H, H-3’), 1,97 (m, 1H, H-4’), 1,79 (m, 2H, H-20b, H-11a), 1,69 (m, 1H, H-20’b), 1,42 (m, 1H, H-2’), 1,35 (m, 2H, H-20a, H-20’a), 0,99 (t, J = 7,4 Hz, 3H, H-21’), 0,83 (t, J = 7,3 Hz, 3H, H-21). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 174,09 (C18’-COOCH3), 171,65 (C3-COOCH3), 171,03 (C4-OCOCH3), 158,05 (C- 16), 153,29 (C-18), 135,00 (C-15’), 129,99 (C-6), 129,81 (C-17’), 129,22 (C-10’), 124,58 (C-7), 123,21 (C-14, C-13), 123,02 (CN), 122,73 (C-13’), 119,26 (C-12’), 119,50 (C-15), 118,28 (C-11’), 116,93 (C-9’), 110,65 (C-14’), 94,17 (C-17), 83,16 (C-2), 79,69 (C-3), 76,44 (C-4), 65,83 (C-19), 55,88 (C16-OCH3), 55,32 (C-18’), 53,82 (C-7’), 53,30 (C-12), 52,57 (C18’-COOCH3), 52,27 (C3-COOCH3), 50,40 (C- 8), 50,37 (C-10), 49,91 (C-5’), 44,48 (C-11), 43,12 (C-19’), 42,72 (C-5), 39,63 (C- 4’), 38,92 (C-1’), 38,06 (N-CH3), 37,60 (C-2’), 37,54 (C-3’), 30,83 (C-20), 26,59 (C- 20’), 21,43 (C-8’), 21,16 (C4-OCOCH3), 11,16 (C-21’), 8,50 (C-21). HR-ESI-MS [M+H]+ (tính tốn C47H58N5O8 820,42854) tìm thấy 820,42322. [α]20D -5,17(c 0,036, CH2Cl2).
2.3.2.3. Tổng hợp chất (3'(R)-aminomethyl)-(4’(S),5’-dihydro)-
anhydrovinblastine 95c
Hòa tan 50 mg (0,06 mmol) chất 94 trong 0,5 ml EtOH khan. Sau đó, thêm vào 15,58 mg (0,12 mmol) CoCl2 khan, khuấy cho tan. Nhỏ từ từ dung dịch của 45,39 mg (1,20 mmol) NaBH4 trong 2,5 ml EtOH khan trong 10 phút. Sau đó, hỗn hợp phản ứng được khuấy ở nhiệt độ 40 οC trong 5 giờ dưới khí quyển N2. Kết thúc phản ứng, hỗn hợp được cô đuổi dung môi thu được sản phẩm thô. Cắn khô được rửa giải bằng hệ dung môi ethyl acetate : n–hexan (6 : 4) và lọc qua celit. Cô đuổi dung môi thu được 17,58 mg sản phẩm 95c sạch (35%). Hợp chất 95c. IR 3468; 2959; 2922; 2877; 1737; 1615; 1461; 1230; 1038. 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 9,69 (s br, OH), 8,01 (s, 1H, N-H), 7,53 (d, J = 7,6 Hz, 1H, H-11’), 7,22 – 7,10 (m, 3H, H-13’, H-14’, H-12’), 6,60 (s, 1H, H-14), 6,11 (s, 1H, H-17), 5,88 (dd, J = 10,4, 4,7 Hz, 1H, H-7), 5,43 (s, 1H, H-4), 5,34 (d, J = 10,1 Hz, 1H, H-6), 3,80 (s, 3H, OCH3), 3,79 (s, 3H, C3-COOCH3), 3,74 (s, 1H, H-2), 3,69 (m, 1H, H-8’b), 3,63 (s, 3H, C18’-COOCH3), 3,37 (m, 1H, H-8b), 3,36 – 3,28 (m, 2H, H-7’b, H-10b), 3,28 (m, 1H, H-1’b), 3,25 – 3,17 (m, 2H, H-19’b, H-7’a), 2,96 (m, 1H, H-8’a), 2,89 (m, 2H, H-5’), 2,82 (m, 1H, H-8a), 2,76 (m, 1H, H-19’a), 2,70 (s, 4H, N-CH3, H-19), 2,60 (dd, J = 13,1. 3,0 Hz, 1H, H-22’b), 2,47 (m, 1H, H-10a), 2,32 (d, J = 15,3 Hz, 1H, H-1’a), 2,15 (m, 1H, H-11b), 2,10 (s, 3H, C4-OCOCH3), 2,06 (m, 1H, H-22’a), 1,84 – 1,69 (m, 2H, H-20b, H-11a), 1,57 (m, 1H, H-20’b), 1,41 – 1,29 (m, 2H, H-20a, H-4’), 1,18 (m, 1H, H-20’a), 0,92 (t, J = 7,3 Hz, 3H, H-21’), 0,91 (m, 1H, H-3’), 0,88 (m, 1H, H-2’), 0,83 (t, J = 7,2 Hz, 3H, H-21). 13C NMR (125
MHz, CDCl3) δ 174,21 (C18’-COOCH3), 171,53 (C3-COOCH3), 170,97 (C4- OCOCH3), 158,08 (C-16), 153,11 (C-18), 135,02 (C-15’), 130,34 (C-17’), 129,99 (C- 6), 129,17 (C-10’), 124,71 (C-7), 123,73 (C-14), 122,96 (C-13), 122,73 (C-13’), 120,85 (C-15), 119,37 (C-12’), 118,21 (C-11’), 116,44 (C-9’), 110,69 (C-14’), 93,97 (C-17), 83,03 (C-2), 79,85 (C-3), 76,40 (C-4), 65,43 (C-19), 55,93 (C16-OCH3), 55,74 (C-18’), 53,80 (C-7’), 53,29 (C-12), 52,49 (C18’-COOCH3), 52,25 (C3- COOCH3), 50,29 (C-10), 50,06 (C-8), 49,88 (C-5’), 49,54 (C-3’), 45,26 (C-22’), 44,56 (C-11), 43,04 (C-5), 42,69 (C-19’), 40,08 (C-1’), 38,35 (N-CH3), 37,91 (C-4’), 34,19 (C-2’), 30,81 (C-20), 26,03 (C-20’), 21,16 (C4-OCOCH3), 20,35 (C-8’), 11,53 (C-21’), 8,38 (C-21). HR-ESI-MS [M+H]+ (tính tốn C47H61N5O8 824,4520) tìm thấy 824,4597. [α]20D +0.423(c 0,052, MeOH).
2.3.2.4. Tổng hợp chất 3'(S)-cyano-4-deacetyl-anhydrovinblastine 95d và
3'(S)-cyano-4-deacetyl-3-hydroxymethyl-anhydrovinblastine 95e
Trong bầu khí quyển Ar, nhỏ từ từ một dung dịch của LiAlH4 (6,96 mg, 0,18 mmol) trong THF (0,5 ml) ở 0 °C vào dung dịch của 94 (50 mg, 0,06 mmol) trong THF (0,5 ml) được khuấy trong 2,5 giờ ở nhiệt độ phòng. Kết thúc phản ứng, hỗn hợp phản ứng được thêm AcOEt và dung dịch natri kali natri tartrate bão hịa, sau đó hỗn hợp phản ứng được khuấy đều. Kết tủa được lọc và dịch lọc được cô đặc thu được sản phẩm thô. Sản phẩm thô được tinh chế bằng cột sắc ký silica gel thu được 23,26 mg (50%) 95d và 22,42 mg (50%) 95e.
Hợp chất 95d. 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7,92 (s, 1H, NH), 7,50 (d, J = 7,8 Hz, 1H, H-11’), 7,24 – 7,10 (m, 3H, H-13’, H-12’, H-14’), 6,69 (s, 1H, H-14), 6,15 (s, 1H, H-17), 5,93 (s, 1H, H-5’), 5,89 – 5,79 (m, 2H, H-7, H-6), 4,14 (s, 1H, H- 4), 3,87 (s, 3H, C3-COOCH3), 3,82 (s, 3H, C16-OCH3), 3,80 (s, 1H, H-2), 3,56 (s, 3H, C18’-COOCH3), 3,51 – 3,42 (m, 2H, H-19’b, H-7’b), 3,39 – 3,16 (m, 4H, H-8b, H-10b, H-7’a, H-19’a), 3,14 – 3,06 (m, 3H, H-8’, H-1’b), 2,84 (m, 1H, H-8a), 2,83 (s, 3H, N-CH3), 2,62 (s, 1H, H-19), 2,53 (s br, 1H, H-3’), 2,45 (m, 1H, H-10a), 2,30 – 2,03 (m, 3H, H-11b, H-20’), 2,00 (d, J = 15,2 Hz, 1H, H-1’a), 1,80 – 1,70 (m, 2H, H-11a, H-20b), 1,35 (m, 1H, H-2’), 1,29 (m, 1H, H-20a), 1,10 (t, J = 7,4 Hz, 3H, H- 21’), 1,02 (t, J = 7,4 Hz, 3H, H-21). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 173,90 (C18’- COOCH3), 173.27 (C3-COOCH3), 157,97 (C-16), 153,28 (C-18), 134,88 (C-15’), 131,55 (C-5’), 130,85 (C-17’), 129,88 (C-6), 128,96 (C-10’), 124,28 (C-7), 124,09 (C-13), 123,68 (C-14), 122,79 (C-13’), 122,24 (CN), 119,71 (C-15), 119,37 (C-12’), 118,20 (C-11’), 116,06 (C-9’), 110,63 (C-14’), 101,10 (C-4’), 94,03 (C-17), 82,75 (C-2), 80,73 (C-3), 74,02 (C-4), 67,42 (C-19), 55,89 (C16-OCH3), 55,21 (C-18’), 54,62 (C-7’), 53,24 (C-12), 52,51 (C18’-COOCH3), 52,45 (C3-COOCH3), 50,58 (C- 8), 50,19 (C-10), 44,81 (C-11), 44,04 (C-19’), 42,47 (C-5), 38,22 (N-CH3), 34,65 (C- 3’), 33,61 (C-1’), 33,47 (C-20), 31,27 (C-2’), 27,60 (C-8’), 26,60 (C-20’), 13,27 (C- 21’), 8,80 (C-21). ESI-MS, m/z = 776,48 [M+H]+. Hợp chất 95e. 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7,93 (s, 1H, NH), 7,50 (d, J = 7,9 Hz, 1H, H-11’), 7,23 – 7,10 (m, 3H, H-13’, H-12’, H-14’), 6,69 (s, 1H, H-14), 6,20 (s, 1H, H-17), 5,93 (s, 1H, H-5’), 5,89 (dd, J = 10,2, 4,2 Hz, 1H, H-7), 5,74 (d,
J = 10,0 Hz, 1H, H-6), 3,94 (d, J = 11,5 Hz, 1H, H-22b), 3,83 (s, 3H, OCH3), 3,74 (d, J = 11,6 Hz, 1H, H-22a), 3,58 (s, 1H, H-2), 3,57 (s, 1H, H-4), 3,56 (s, 3H, C18’- COOCH3), 3,52 – 3,42 (m, 2H, H-19’b, H-7’b), 3,37 (dd, J = 16,2, 4,1 Hz, 1H, H- 8b), 3,30 – 3,17 (m, 3H, H-7’a, H-10b, H-19’a), 3,11 (s, 3H, N-CH3), 3,15 – 3,07 (m, 3H, H-8’, H-1’b), 2,82 (d, J = 16,2 Hz, 1H, H-8a), 2,55 (s br, 2H, H-19, H-3’), 2,41 (m, 1H, H-10a), 2,20 – 2,05 (m, 3H, H-11b, H-20’), 1,99 (d, J = 15,2 Hz, 1H, H-1’a), 1,77 (m, 1H, H-11a), 1,66 – 1,58 (m, 1H, H-20b), 1,39 (m, 1H, H-2’), 1,20 (m, 1H, H-20a), 1,10 (t, J = 7,4 Hz, 3H, H-21’), 0,99 (t, J = 7,2 Hz, 3H, H-21). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 173,94 (C18’-COOCH3), 157,83 (C-16), 154,18 (C-18), 134,88 (C- 15’), 131,54 (C-5’), 130,99 (C-17’), 129,86 (C-6), 128,95 (C-10’), 125,02 (C-7), 124,78 (C-13), 123,65 (C-14), 122,73 (C-13’), 122,23 (CN), 119,68 (C-15), 119,33 (C-12’), 118,18 (C-11’), 115,97 (C-9’), 110,61 (C-14’), 101,12 (C-4’), 94,60 (C-17), 80,87 (C-2), 75,26 (C-4), 67,77 (C-19), 65,70 (C-22), 55,87 (C16-OCH3), 55,22 (C- 18’), 54,61 (C-7’), 52,50 (C18’-COOCH3), 52,12 (C-12), 50,77 (C-8), 50,60 (C-10), 45,19 (C-11), 44,05 (C-19’), 43,44 (C-5), 39,89 (N-CH3), 34,68 (C-3’), 33,66 (C-1’), 33,33 (C-20), 31,23 (C-2’), 29,70 (C-3), 27,61 (C-8’), 26,61 (C-20’), 13,28 (C-21’), 8,78 (C-21). ESI-MS, m/z = 748,54 [M+H]+.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tổng hợp 3’-cyanoanhydrovinblastine
Hình 3.1. Hợp chất 88, 89 và 90
Langlois và Potier đã lần đầu tiên tổng hợp các dẫn xuất nitrile vinca alkaloid (88, 89 và 90) thu được một hỗn hợp với hiệu suất thấp (<30%) [58, 59]. Các hợp
chất nitrile có thể đóng vai trị như một tiền chất quan trọng có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Ví dụ: sự khử nhóm nitrile để thu được nhóm aminomethyl. Nhóm nucleophil amino này lại có thể trải qua một loạt các phản ứng với các chất electrophil. Các nitrile tự nhiên như các alkaloid bis-indol từ
Tabernaemontana elegans [27], lahadinines A và B từ Kopsia pauciflora [48],
saframycin A [1] và cyanocycline A [41, 42], có cả hoạt tính kháng khuẩn và chống ung thư. Hơn nữa, một khảo sát các dược phẩm có chứa nitrile và các hợp chất tiềm năng lâm sàng cho thấy vai trò đáng chú ý của các nitrile có thể đóng vai trị như các bioisostere của carbonyl, halogen, hydroxyl và nhóm carboxyl. Các nhóm nitrile cho thấy cải thiện độc tính ADME [34].
Ở đây, chúng tôi báo cáo tổng hợp các dẫn xuất nitrile mới của vinca alkaloid từ 3’-cyanoanhydrovinblastine 92. Langlois và Potier lần đầu tiên tổng hợp 3’-
cyanoanhydrovinblastine 92 qua chất trung gian iminium liên hợp bằng cách sử dụng anhydrovinblastine N-oxide. Chất trung gian 91 là kết quả của phản ứng Polonovski cải tiến, sau đó được xử lý với dung dịch methanol bão hòa của KCN nhưng chỉ thu được 3’-cyanoanhydrovinblastine 94 trong một hỗn hợp với hiệu suất thấp (32%) [58, 59]. Trong một thử nghiệm khác, phản ứng Polonovski ghép nối trực tiếp 5’-
cyanocatharanthine 88 hoặc 3’-cyano-4’,5’-dihydrocatharanthine 89, 90 với
vindoline không thể thu được các hợp chất bis-indol tương ứng [58, 59].
Sơ đồ 3.1. Tổng hợp 3’-cyanoanhydrovinblastine 94. Hóa chất và điều kiện:
FeCl3.6H2O, glycine – NaCl 0,1M, HCl 0,1N, sau đó KCN/NH4OH
Trong luận văn này, 3’-cyanoanhydrovinblstine 94 được điều chế riêng biệt với hiệu suất tốt (74%) thông qua phản ứng Vukovic cải tiến, thực hiện phản ứng ghép nối giữa catharanthine và vindoline với sự có mặt của ion sắt (III) trong mơi trường nước có tính axit, với tác nhân nitrile là KCN trong NH4OH thu được hợp chất 3’-cyanoanhydrovinblastine 94 (Sơ đồ 3.1).
Hợp chất 94 được khẳng định cấu trúc bằng các phổ IR, NMR và MS, cấu hình tuyệt đối tại vị trí C-3’ được xác định dựa vào phổ NOESY.
Hình 3.1. Phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS của hợp chất 94
Trên phổ HR-ESI-MS của 94 cho pic ion giả phân tử [M+H]+ có m/z = 818,4124 ứng với hợp chất có cơng thức C47H55N5O8 với số khối chính xác [M+H]+
(m/z) theo lý thuyết là 818,4051. .
Trên phổ IR của hợp chất 94, xuất hiện vân phổ đặc trưng cho nhóm nitrile ở 2230 cm-1 và một vân đặc trưng cho một enamine ở 1650 cm-1.
Hình 3.3. Một phần phổ 1H NMR của hợp chất 3’-cyanoanhydrovinblastine 94
Trên phổ 1H NMR, trong vùng trường thấp xuất hiện đầy đủ các tín hiệu proton olefin tại 5,88 (dd, J = 10,2, 4,0 Hz, 1H, H-7) và 5,34 (d, J = 10,2 Hz, 1H, H-6), các tín hiệu proton nhân indole tại 7,96 (s, 1H, NH), 7,50 (d, J = 7,8 Hz, 1H, H-11’), 7,21 –7,10 (m, 3H, H-13’, H-14’, H-12’), 6,71 (s, 1H, H-14) và 6,15 (s, 1H, H-17). Tín hiệu singlet ở 5,50 ppm được gán cho proton H-4, do proton này gần nhóm hút electron –OCOCH3 nên chuyển dịch về phía trường thấp. Đặc biệt, tín hiệu cộng hưởng proton singlet ở 5,92 ppm đặc trưng cho proton vinylic ở vị trí 5’, do proton này gần nguyên tử nitơ nên chuyển dịch về phía trường thấp, điều này để phân biệt với với proton H-3’ khi nhóm nitrile thế ở vị trí 5’ [78]. Vùng trường mạnh, xuất hiện
7 tín hiệu singlet của nhóm methyl tại 3,82 (s, 3H, C3-COOCH3), 3,81 (s, 3H, C16- OCH3), 3,57 (s, 3H, C18’-COOCH3), 2,79 (s, 3H, N-CH3), 2,12 (s, 3H, C4- OCOCH3), 1,10 (t, J = 7,4 Hz, 3H, H-21’), 0,87 (t, J = 7,4 Hz, 3H, H-21). Tín hiệu singlet cộng hưởng tại 3,84 (s, 1H), 2,69 (s, 1H) và 2,53 (s br, 1H) được gán cho proton H-2, H-19 và H-3’. Trên phổ 13C NMR và DEPT, xuất hiện ba tín hiệu nhóm carbonyl (>C=O) cộng hưởng tại 173,88 (C18’- COOCH3), 171,70 (C3-COOCH3), 171,04 (C4-OCOCH3). Phổ HMBC cho các tương tác H-5’ → (C-20’, C-3’, C-19’, C-4’), H-20’→ (C-21’, C-3’, C-4’, C-5’), H-3’ → (C 4’, CN, C-5’, C-19’). Như vậy, từ những phân tích ở trên, kết hợp với so sánh độ dịch chuyển hóa học và các hằng số tương tác của hợp chất này đã được Potier công bố trong tài liệu [38], hợp chất 94 được xác định là 3’-cyanoanhydrovinblastine.
Sơ đồ 3.2. Cơ chế phản ứng tổng hợp 3’-cyanoanhydrovinblastine 94
Vukovic và đồng nghiệp trước đây đã phát triển một phương pháp để ghép nối catharanthine 91 và vindoline 92 trong mơi trường nước có tính axit. Họ đã chứng minh và xác định cấu hình C18’(S) bằng cơ chế phản ứng (Sơ đồ 3.2). [94]. Việc bổ sung cyanid kim loại kiềm như KCN trong trường hợp này dẫn đến phản ứng cộng 1,4. Việc chọn lọc của phản ứng cộng ion iminium α, β không no 93 thường do tính “cứng”, “mềm” của tác nhân nucleophil, với nucleophil mềm ưu tiên cho sự cộng hợp 1,4 [7, 87]. Tiến hành phản ứng ở nhiệt độ cao dưới điều kiện bazơ cũng thích hợp cho cộng 1,4.
Hình 3.5. Phổ NOESY của 3’-cyanoanhydrovinblastine 94
Đáng chú ý là hợp chất 94 tương đối bền, cho phép cô lập ở dạng tinh thể. Langlois và Potier đã khơng xác định cấu hình của carbon C-3’ mang nhóm nitrile trong hợp chất 94. Mặc dù, cấu trúc lập thể C-3’ trong hợp chất 89 được báo cáo là R bằng phân tích tia X đơn tinh thể [58, 59]. Dữ liệu phổ X-ray của vinblastine chỉ rõ cấu hình tuyệt đối ở C-2’ là R [72]. Trên phổ NOESY của hợp chất 94, proton tại vị trí C-3’ tương tác proton tại vị trí C-2’. Như vậy, cấu hình tuyệt đối tại vị trí C-3’ của hợp chất 94 là cấu hình S.