M Ở ĐẦ U
1.1.2.5. Tritecpen khung oleanan
Khung oleanan (22) tiêu biểu cho các tritecpen 5 vòng trong ñó cả 5 vòng (A,B,C,D,E) ñều là cyclohexan. Trong khung này các nhóm thế (thường là metyl) ở các vị trí 4α và β, 8β, 10β, 14α, 17β, 20α, β. Cấu hình khung oleanan có dạng: trans-trans-trans-cis. Cấu hình giữa khung A/B là trans, B/C: trans, C/D: trans, D/E: cis.
Các tritecpenoit khung oleanan ñã ñược phát hiện thấy trong các họ
Leguminosae (chi Abrus, Glycyrrhiza, Acacia, Erythrina), Rubiaceae (Aliber- -tia, Timonius, Chiococea), Compositae (Aster, Asterella, Atractylis), Verben- -aceae (Lantana) và một số họ khác như Rutaceae, Sapindaceae, Cucurbitace-
H H 25 26 27 28 29 30 24 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 A B C D E
-ae, Anacardiaceae, Labiatae, Meliaceae, Umbelliferae, Apocynaceae [51], [52], [67].
Khung oleanan 22
Các kết quả nghiên cứu dược lý ñã chỉ ra rằng các hợp chất tritecpen có khung oleanan ñặc biệt có tác dụng chống lại các bệnh do sự viêm nhiễm gây ra như edema, sốt, sưng tấy. Các dẫn xuất phtalat của 18-β-oleanan-12-en- 3β,30-diol; 18β-oleanan-9(11)12-dien-3β,30-diol và oleana-11,13-(18)di-en- 3-β,30-diol ñã có tác dụng ức chế mạnh edema trên tai chuột. Hợp chất oleanan-12-en-3β,30-diol có tác dụng chống khối u, chống viêm và chống dị ứng trên chuột tốt hơn so với axit glycyrhetinic khi dùng làm chất ñối chứng [51], [52].
R1 = α -OAc, H; R2 = CH3; R3 = H; R4 = COOH; R5 = H,H: Axit 3α-acetoxy-
R1 =α -OAc,H; R2 = H; R3 = CH3; R4 = COOH; R5 = H,H: Axit 3α-acetoxy-
β-boswellic 24
R1 = α -OAc,H; R2 = H; R3 = CH3; R4 = COOH; R5 = O: Axit 3α-acetoxy-11- oxo- β-boswellic 25
Các dẫn xuất của axit boswellic: Axit 3α-acetoxy-α-boswellic (23), axit
3α-acetoxy-β-boswellic (24) và axit 3α-acetoxy-11-oxo- β-boswellic (25) có
hoạt tính ñộc tế bào khối u thần kinh ñệm dòng U87MG, U373MG và tế bào bạch cầu HL-60 và CCRP-CEM [67].
1.1.2.6. Triterpen khung friedelan
Các friedelan tritecpen tồn tại khá phổ biến trong thiên nhiên, về mặt cấu trúc hóa học tritecpen khung friedelan (26) có cấu tạo là hệ pentacylic (6- 6-6-6-6). Trong khung này các nhóm thế, thường là các nhóm metyl, ở các vị
trí C-4β, C-5β, C-9β, C-13α, C-14β, C-17β, C-20α và β.
Khung friedelan 26
Người ta ñã phân lập ñược các tritecpen khung friedelan từ những loài thực vật thuộc các họ: Celastraceae (chi Salacia, Catha, Elaeodendron, Kokoo- -na, Prionostemma, Acanthothammus…), Cucurbitaceae (Momordica), Buxac- -eae (Pachysandra), Euphorbiaceae (Euphorbia, Phyllanthus), Flacourtiaceae (Coloncoba, Phyllobotryon), Dimocarpaceae (Dimocarpus),… [4], [29], [40],
Bốn tritecpen khung friedelan là 1-friedelen-3-on (27), friedelan-1,3-dio-
-n-7α-ol (28), friedelan-1,3-dion-24-al (29), và 7,24-oxido-friedelan-1,3-dion (30) ñã ñược Tewari và cộng sự phân lập và xác ñịnh cấu trúc hóa học lần ñầu tiên vào những năm 70 từ loài Salacia prenoides D.C [56], [57].
1-friedelen-3-on 27
Friedelan-1,3-dion-7α-ol 28
7,24-oxido-friedelan-1,3-dion 30
Trong lá và vỏ rễ của cây Maytenus aquifolium (Celastraceae) và Sala- -cia campestris (Celastraceae) chứa rất nhiều friedelan. Enzym cyclaza chứa trong lá cây này có tác dụng chuyển ñổi chất cơ bản oxidosqualen thành
tritecpen friedelin (31) và 3β-friedelanol (32) [31]. Hợp chất (32) cũng ñã
ñược phân lập từ loài Vitis trifolia vào năm 2000 và ñược phát hiện có hoạt tính chống ung thư [37].
Friedelin 31
3β-friedelanol 32
Năm 2001, Vieira Filho và cộng sự ñã phân lập ñược hai tritecpen mới từ lá của cây Austroplenckia populnea (Celastraceae) ñó là axit 3,4-seco-28-
hydroxyfriedelan-3-oic (33) và axit 3,4-secofriedelan-3-oic (34) [59]. 1 2 4 5 6 25 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 27 26 R 29 30 O HO 3 28
R = OH: Axit 3,4-seco-28-hydroxyfriedelan-3-oic 33 R = H: Axit 3,4-secofriedelan-3-oic 34
Năm 2003, từ rễ của cây Phyllanthus oxyphyllus, Somyote Sutthivaiya-
-kit và cộng sự ñã phân lập ñược axit 29-nor-3,4-seco-friedelan-4(23),20(30)-
dien-3-oic (35) có tác dụng chống oxi hóa mạnh [54].
Axit 29-nor-3,4-seco-friedelan-4(23),20(30)-dien-3-oic 35
1.1.2.7. Triterpen khung taraxeran (friedooleanan)
Tương tự như khung friedelan cấu trúc hóa học của các tritecpen khung
taraxeran (36) cũng là hệ 5 vòng (6-6-6-6-6). Trong khung này các nhóm thế
(thường là các nhóm metyl) ở các vị trí 4α, β, 8β, 10β, 13α, 17β, 20α, β. Cấu hình khung taraxeran có dạng: trans-trans-trans-cis. Cấu hình giữa
Khung taraxeran 36
Các tritecpen khung taraxeran ñược tìm thấy trong một số loài:
Bosistoa brassi (Rutaceae), Tamarix aphylla (Tamaricaceae) [41].
Seco-3,4-taraxeron (37) phân lập từ cặn clorofoc của lá loài Alchornea latifolia có hoạt tính gây ñộc tế bào trên 2 dòng Hep-G2 và A-431 [60].
Seco-3,4-taraxeron 37
3α-hydroxy-D-friedoolean-5-en 38
Năm 1997 từ loài Adhatoda vasica Nees, Atta-Ur-Rahman và cộng sự ñã phân lập ñược một tritecpen mới khung taraxeran ñó là 3α-hydroxy-D-fri-
-edoolean-5-en (38) và epitaraxerol (39) [5]. Một nghiên cứu khác ñã phát hiện ra khả năng chữa bệnh alzheimer của hợp chất (39) có hoạt tính ức chế
AchE với giá trị IC50 là 79µM [46].
Epitaraxerol 39
1.1.3. Sinh tổng hợp các triterpen
Trong tự nhiên, các tritecpen ñược tạo thành bởi sự ñóng vòng trực tiếp từ squalen (1) hay oxidosqualen (3). Với sự ñóng vòng của các chất này theo các cấu dạng khác nhau, ở các vị trí khác nhau sẽ tạo nên các cacbocation. Tiếp theo ñó là sự dịch chuyển các proton và các nhóm metyl khi có mặt các xúc tác H+ hoặc OH- theo các cách khác nhau sẽ tạo thành các tritecpen với các bộ khung khác nhau. Hình1.1 mô tả một trong những con ñường sinh tổng hợp các tritecpen từ squalen [6], [48], [76].
1.1.4. Hoạt tính sinh học
Các hợp chất tritecpen với cấu trúc ña dạng và phân bố rộng rãi ñang ngày càng thu hút ñược sự quan tâm nghiên cứu, ñánh giá hoạt tính sinh học của chúng. Nhiều loài cây chứa một lượng lớn hợp chất tritecpen trong mủ và nhựa cây và ñược cho rằng có chức năng bảo vệ hoá học chống lại các ñộng vật ăn cỏ và các tác nhân gây bệnh. Vì vậy, người ta cũng hy vọng rằng các tritecpen có thể chống lại các tác nhân gây bệnh cho người và ñộng vật.
Trong những thập kỷ gần ñây, song song với việc ngày càng nhiều hợp chất tritecpen ñược phân lập và xác ñịnh cấu trúc, hoạt tính sinh học của chúng cũng ñược nghiên cứu rất sâu rộng. Các nghiên cứu dược lý ñã cho thấy hợp chất tritecpen thể hiện phổ hoạt tính ña dạng như kháng khuẩn, chống ung thư, khối u, chống oxy hoá, vi rút, viêm nhiễm, trừ sâu, trị các
bệnh về gan, hô hấp và tiêu hoá, thấp khớp, ho, nấm và hạn chế sinh tổng hợp cholesterol.
Hình 1.1: Sự hình thành các tritecpen từ squalen
Đã có rất nhiều tritecpen thể hiện hoạt tính chống lại các tế bào ung thư
và khối u.
Axit betulinic là một tritecpen khung lupan ñược tìm thấy từ nhiều loài
Betula (Betulaceae). Ở nồng ñộ 5 µM, axit betulinic ñã ức chế ñáng kể sự
phát triển của TPA(2,5 µg) khi ñược kích thích bởi 50 µg 7,12- dimethylbenzanthracen [67].
Axit 3-oxofriedelan-29-oic (40), axit 3-oxofriedelan-28-oic (41) và 28- -,29-dihydroxyfriedelan-3-on (42) có khả năng gây ñộc ñối với các tế bào ung thư biểu mô phổi dòng A-549 với giá trị ED50 = 0,21; 1,18 và 0,64µg/ml. Ngoài ra hợp chất (42) còn thể hiện hoạt tính gây ñộc ñối với cả 2 dòng tế bào ung thư L-1210 (ED50 = 2,95 µg/ml) và KB (ED50 = 3,7µg/ml) [51].
R1=COOH; R2 =H: Axit 3-oxofriedelan-29-oic 40
R1 = H; R2 = COOH: Axit 3-oxofriedelan-28-oic 41
Betulin (15), một tritecpen có mặt trong nhiều loài thực vật thuộc các họ khác nhau lại thể hiện hoạt tính gây ñộc tế bào trên 2 dòng HeLa và Hep-2 với cùng giá trị IC50 là 40µg/ml. Betulin cũng thể hiện hoạt tính chống HIV với giá trị IC50 là 6,1µg/ml. Các nghiên cứu của Miura còn cho thấy betulin có tác dụng bảo vệ gan và làm giảm khả năng gây ñộc của CdCl2 ở nồng ñộ thấp 0,1µg/ml. Cơ chế có thể là do betulin thúc ñẩy sự tổng hợp các protein có tác dụng bảo vệ các tế bào khỏi ảnh hưởng của CdCl2 [14], [44].
Nghiên cứu gần ñây của Moriarity D. M. cho thấy lupeol (43) có hoạt tính gây ñộc ñối với các dòng tế bào Hep-G2, A-431, H-4IIE với giá trị IC50 lần lượt là 77; 101 và 77,6µM. Ngoài ra, lupeol còn ñược ứng dụng trong mỹ
phẩm bảo vệ da do có tính chất chống oxi hoá và kháng viêm [15].
Hai hợp chất axit koetjapic và axit katonic ñược phân lập từ loài
Sandoricum koetjape thể hiện hoạt tính gây ñộc tế bào dòng P-388 với các giá trị ED50= 0.61 và 0.11 µg/ml [51], [52].
Lupeol 43
1.1.4.2. Hoạt tính chống vi rút và kháng khuẩn
Epilupeol và epilupeol axetat thể hiện hoạt tính rõ rệt chống vi rút gây bệnh Ranikhet ở phổi gà [51].
Các axit ursolic, axit betulinic, axit salaspermic và axit pomolic cũng
Trong ñó hoạt tính kháng vi rút HIV của axit betulinic ñược biết ñến từ năm 1976, kết quả này thúc ñẩy việc bán tổng một loạt dẫn xuất mới của axit betulinic thông qua việc biến ñổi các nhóm chức 3-hydroxyl, 17-COOH, C-20 oxo-metylen, ñể tìm ra những chất mới có hoạt tính kháng HIV cao hơn. Kết quả ñã có hàng loạt các dẫn xuất mới ra ñời trong ñó có axit 3-O-(3’,3’-
dimetylsuccinyl) betulinic (44) và axit 3-O-(3’,3’-dimetylsuccinyl) dihydrobet- -ulinic (45) có hoạt tính kháng HIV rất mạnh với giá trị EC50< 3,5.10-4µM trong trường hợp tế bào lympho H9 bị nhiễm cấp [23], [35], [36], [42].
Cho ñến nay, các hợp chất tritecpen trong thiên nhiên chưa thể hiện khả
năng vượt trội so với các loại thuốc hiện tại về mặt dược lý, nhưng với những cấu trúc phong phú, chúng ñóng một vai trò là các hợp chất dẫn ñường tốt cho việc phát triển các loại thuốc mới.
Axit 3-O-(3’,3’-dimetylsuccinyl) betulinic 44
1.1.4.3. Hoạt tính chống viêm
Các hợp chất tritecpen 5 vòng ñược phân bố rộng rãi trong các loài thực vật, rất nhiều hợp chất ñã ñược sử dụng làm thuốc kháng viêm trong dân gian. Dạng và cách thức kháng viêm của tritecpen 5 vòng cũng ñã ñược nghiên cứu chi tiết [50].
Một hợp chất tritecpen mới 2α,3β,23-trihydroxyolean-12-en ñã ñược thử nghiệm bằng ñường uống trên chuột, kết quả cho thấy có hoạt tính kháng viêm và giảm ñau. Với cùng một liều lượng 100 mg/kg thì khả năng giảm ñau trên chuột của tritecpen này là 37% trong khi ñó aspirin là 85% [16].
Các hợp chất taraxasterol axetat, moretenol acetate, moretenol và neu- lupanol cũng ñược phát hiện có hoạt tính kháng viêm mạnh [52].
Hay 4 chất ñược phân lập từ hạt của loài Vitex negundo (Verbenaceae):
Axit 3β-acetoxyolean-12-en-27-oic; axit 2α, 3α-dihydroxyolean-5,12-dien-28- oic; axit 2β, 3α-diacetoxy-olean-dien-28-oic và axit 2α, 3β-diacetoxy-18-hyd- -roxyolean-5,12-dien-28-oic cũng thể hiện hoạt tính kháng viêm khá mạnh [51].
1.1.5. Một số nghiên cứu về tổng hợp các dẫn xuất của các tritecpen
Trong những năm gần ñây ñã có rất nhiều nghiên cứu về các hoạt tính sinh học như khả năng kháng viêm, kháng vi rút, kháng HIV và chống ung thư của các tritecpen khung lupan. Trong quá trình sàng lọc các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học người ta ñã phát hiện thấy axit betulinic (16), một hợp chất tách ra từ các loài thuộc chi Betula, họ Betulaceae, có hoạt tính ức chế chọn lọc ñối với tế bào ung thư hắc tố da hoặc ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thưở người [49].
Tồn tại rộng rãi trong tự nhiên với hàm lượng khá cao, và có nhiều hoạt tính thú vị, nhiều dẫn xuất mới của axit betulinic có hoạt tính lý thú hơn ñã
cacbonyl ở C-28 của axit betulinic tạo thành dãy các dẫn xuất mới có hoạt tính sinh học lý thú hơn. Ví dụ, hợp chất 47 và 48 thể hiện hoạt tính kháng HIV ức chế NL4-3 trong dòng tế bào MT-4 với các giá trị EC50= 0,01µmol/L (IC50=12,2 µmol/L) và EC50= 0,007µmol/L (IC50=11 µmol/L) [12]. Các sản phẩm từ phản ứng este hóa và amit hóa nhóm hydroxyl cùng nhóm cacboxyl của axit betulinic ñều có hoạt tính sinh học cao hơn so với axit betulinic, như
dẫn xuất mới 49 và 50 ñều cho thấy khả năng ức chế mạnh sự sinh trưởng của vi rút HIV với các nồng ñộ tác dụng EC50= 0,0047µmol/L (IC50>10 µmol/L) và EC50= 0,0026µmol/L (IC50=8 µmol/L) [38]. Đặc biệt, trong các dẫn xuất mới của axit betulinic 51, có tác dụng ức chế sự sinh trưởng của vi rút HIV và hiện tại ñang trong tiến trình thử nghiệm lâm sàng giai ñoạn 2b [12].
R = CH3: Axit betulinic 16
R= Cl: Axit 2-chloro-3-oxo-lup-1,20(29)-dien-28-oic 52 R= CHO: Axit metyl 2-formyl-3-oxo-lup-1,20(29)-dien-28-oic 53
Những biến ñổi hóa học trong vòng A của axit betulinic tạo hệ liên hợp 2-chloro- hay 2-formyl-3-oxo-1-en như các dẫn xuất axit 2-chloro-3-oxo-lup-
1,20(29)-dien-28-oic (52)và axit metyl 2-formyl-3-oxo-lup-1,20(29)-dien-28- oic (53), có hoạt tính ñộc tế bào khá mạnh ñối với 3 dòng tế bào ung thư gồm A-549, B16 và SK-MEL-2, ñặc biệt là hợp chất 52 có hoạt tính mạnh tăng gấp 59 lần so với axit betulinic trên tế bào ung thư hắc tố da SK-MEL-2 [66].
Trong quá trình nghiên cứu các dẫn xuất của axit 23-hydroxy betulinic
(AHB) (46) [63], Yi Bi và cộng sự thông báo ñã tổng hợp ñược một dãy dẫn xuất este 54, 55, 56, 57, 58 và 59 ở vị trí C-28 có hoạt tính cao hơn chất ñầu AHB ñối với cả 5 dòng tế bào ung thư gồm ung thư phổi A-549, ung thư hắc tố da B16, ung thư não SF-763, ung thư gan BEL-7402 và ung thư thần kinh chuột C6, ñặc biệt hợp chất 54 có khả năng ức chế tế bào ung thư gan H22 ở
chuột tương tự với cyclophosphamide và cao hơn nhiều so với AHB.
Axit oleanolic (60) tồn tại với hàm lượng khá cao ở loài Sambucus chinensis và ñược tìm thấy trong hơn 120 loài thực vật khác. Do có nhiều hoạt tính thú vị khác nhau như hoạt tính kháng viêm, kháng nấm, hay hoạt tính gây
ñộc tế bào ñối với nhiều dòng tế bào khác nhau như: A549, SK-OV-3, SK- MEL-3, HCT 15, HONE-1 và KB… nên nhiều dẫn xuất của nó có hoạt tính lý thú ñã ñược tổng hợp [47].
Axit oleanolic 60
Theo báo cáo của nhóm nhà khoa học người Trung Quốc, từ axit oleanolic ñã tổng hợp ñược chất 61 có hoạt tính kìm hãm sự phát triển của enzim phosphorylaza GPa mạnh gấp 4 lần so với axit oleanolic với giá trị IC50
= 3.3 µM [33].
Axit clo oleanolic 61
Nhóm tác giả Young-Ming Zhu và cộng sự ñã tổng hợp 13 dẫn xuất và
ñánh giá hoạt tính kháng HIV của chúng. Kết quả chỉ ra rằng, các dẫn xuất
este 62, 63, 64 và các amit 65, 66 của axit oleanolic thể hiện hoạt tính kháng HIV với EC50=0.1 µg/ml, trong ñó chất 64 ñược chứng minh là chất có hoạt tính mạnh nhất với giá trị EC50=0.0039 µg/ml [65].
Năm 2005, Yuan Zhang và cộng sự ñã bán tổng hợp 14 dẫn xuất amit của axit oleanolic, trong ñó 2 dẫn xuất 67, 68 thể hiện hoạt tính chống lại sự
R = -HNCH(CH2C6H5)COOH 67
R = -HN(-CH2-CH2-CH2-)CHCOOH 68
Năm 2009, Jun-Feng Li và cộng sự ñã tổng hợp ñược dãy các dẫn xuất của axit oleanolic bao gồm các amid, indole, pyrazine, quinoxaline, quinoline. Kết quả cho thấy có 2 chất 69 và 70 có hoạt tính chống lại dòng tế bào hủy xương khá mạnh, ngay cả ở nồng ñộ 200 nM [34].
Với sự biến ñổi hóa học trên vòng A của axit 18β-glycyrrhetic, nhóm tác giả Đài Loan ñã bán tổng hợp ñược 3 dẫn xuất 71, 72, 73 có hoạt tính chống oxi hóa và kháng viêm [13].
Oleanolic indole amit 70