Trên cơ sở các tính chất dược lý cùng với nguồn nguyên liệu dồi dào có chứa rutin, hợp chất đại diện cho flavonol có hoạt tính sinh học cao để tiến hành bán tổng hợp các dẫn xuất nhằm xác định các tác dụng sinh học góp phần nghiên cứu thêm về các hợp chất cũng như nâng cao khả năng sử dụng nguồn nguyên liệu thiên nhiên có sẵn trong nước.
IV.1 Luteolin
IV.1.1 Các loại cây có chứa luteolin
- Luteolin được tìm thấy nhiều trong lá cần tây, húng tây, bồ công anh, cà rốt, ớt, bạc hà, tía tô, cỏ ba lá, phân hoa cỏ và phấn hương,… Nó cũng được phân lập từ Salvia tomentosa bởi A. Ulubelen, M. miski, P. Neuman, T. J. Mabry, J. Nat. prod, 1979 …Tuy nhiên vẫn chưa thấy tài liệu công bố về hàm lượng cụ thể của luteolin trong các loại cây này.
+ Bồ công anh có 2 loại bồ công anh Việt Nam Lactuca indica L. và Bồ công anh Trung quốc Taraxacum mongolicum HandMazz đều thuộc loại Hoa Cúc Asteraceae. Bộ phận dùng làm thuốc là toàn cây có rễ. Vị đắng ngọt, tính hàn, qui kinh can vị. Chưa thấy tài liệu nghiên cứu về cây bồ công anh của Việt nam. Ở đây chủ yếu giới thiệu cây Bồ công anh Trung quốc. Trong rễ có một chất đắng bồ công anh taraxacin, chất taraxenola, đường khu, chất nhựa, chất đắng, saponozit, men tyrosinaza. Trong hoa có xanthophyl, trong lá có luteolin7lucozit và apigenin7glucozit hay cosmoziozit và rất nhiều vitamin B,C.
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 13 +Ngoài ra năm 1961, một số nhà nghiên cứu Nhật Bản cho biết trong một loại cây có tên kim ngân kim ngân còn gọi là nhẫn đông, tên khoa học Lonicera japonica Thunb,
thuộc họ Cơm cháy caprifoliaceae có một glucozit gọi là lonixerin có cấu tạo luteolin7rhamnoza.
IV.1.2 Cấu tạo của luteolin 41
- Các tên thường gọi: luteolol, digitoflavone, flacitran, luteolin, 23,4dihydroxyphenyl 5,7dihydroxy4chromenone
- Công thức phân tử: C15H10O6
- Khối lượng phân tử: 286,047738 g.mol1 - Công thức cấu tạo:
IV.1.3 Tính chất vật lý 41
- Luteolin dạng tinh thể màu vàng - Nhiệt độ nóng chảy: 330331C
- Luteolin hòa tan trong dung môi hữu cơ như: ethanol, DMSO, dimethyl formamide. Độ tan của luteolin trong các dung môi đó lần lượt tương ứng là 5, 10, 20 mg/ml.
- Luteolin tan tốt trong dung dịch đệm. Trước tiên hòa tan luteolin vào DMF sau đó làm loãng với dung dịch đệm được chọn. Độ tan tương ứng là 1 mg/ml trong hỗn hợp dung môi DMFPBS 15 pH 7,2. Không dùng luteolin trong dung môi này quá 1 ngày.
IV.1.4 Phản ứng điều chế O HO OH O OH OH
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 14 Luteolin được điều chế bằng phản ứng thuỷ phân trong môi trường kiềm khi có mặt tác nhân oxy hoá natri dithionitet. Trong phần thực nghiệm, luteolin được nghiên cứu tổng hợp bằng hai phương pháp: chưng hồi lưu cổ điển và sử dụng lò vi sóng (microwave). So sánh kết quả đạt được từ hai phương pháp.
Rutin Luteolin Rhamnose Glucose
IV.1.5 Ứng dụng của luteolin 46, 47, 48
IV.1.5.1 Tác dụng hạ đường huyết
Luteolin là một tác nhân hạ đường huyết mạnh và cải thiện độ nhạy insulin. Luteolin có thể giúp thúc đẩy mức độ glucose máu khỏe mạnh và giúp đỡ trong việc quản lý cân nặng đối với hội chứng X
IV.1.5.2 Tác dụng kháng viêm
- So với flavonoid khác, chỉ có luteolin và quercetin ức chế yếu tố hoạt hóa tiểu cầu và ức chế một loại phản ứng viêm gây ra bởi các chất gây dị ứng bằng cách ức chế lipoxygenase. Luteolin ức chế sự sản xuất dư thừa của TNFalpha, trực tiếp gây ra viêm và các tế bào chết. Các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu kết luận rằng luteolin có thể được sử dụng để phát triển một kiểu mới của thuốc chống viêm và chống dị ứng.
- Chế độ ăn uống giàu luteolin, một flavonoid có trong nhiều loại rau củ quả như cà rốt, ớt, cần tây, bạc hà, tía tô… có thể giúp giảm viêm não và suy giảm trí nhớ bằng
O HO OH O OH OH O O OH OH O HO O H3C HO HO OH Na2S2O4 NaOH O HO OH O OH OH C6H10O5 + C6H12O6
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 15 cách ức chế giải phóng những phân tử gây viêm. Đó là kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Mỹ.
- Luteolin có thể giúp ngăn ngừa chứng mất trí nhớ ở người già Tiến sỹ Rodney Johnson và các cộng sự tại Đại học Illinois báo cáo trong Tạp chí dinh dưỡng 102010 về vấn đề luteolin flavonoid giúp giảm viêm trong não của những con chuột già, khôi phục lại trí nhớ thường quan sát được ở những con chuột non hơn.
+ Nghiên cứu này được tài trợ bởi Viện Y tế quốc gia Hoa Kỳ, đánh giá những hiệu lực của luteolin ở các tế bào miễn dịch trong não được gọi là tế bào microglial,
chúng sản xuất ra các yếu tố là tín hiệu của phản ứng viêm. "Chúng tôi thấy khi não bộ bị lão hóa , các tế bào microglial trở thành dysregulated và bắt đầu sản xuất quá mức các cytokine viêm".
+ Tiến sĩ Johnson, Giám đốc Khoa học dinh dưỡng Đại học Illinois giải thích "Chúng tôi nghĩ rằng điều này góp phần vào nhận thức về lão hóa là một yếu tố tiền đề cho sự phát triển của bệnh thoái hóa thần kinh".
+ Khi Tiến sĩ Johnson và các đồng nghiệp của ông cho các tế bào microglial tiếp xúc với một độc tố của vi khuẩn, thì chúng sản xuất ra các cytokine viêm có khả năng phá hủy các tế bào não hay còn gọi là tế bào thần kinh. Trong khi xử lý trước các tế bào thần kinh với luteolin thì thấy không có tác dụng gì, nhưng khi luteolin tiếp xúc với microglia thì hợp chất này lại ngăn chặn được tế bào thần kinh chết. "Điều này chứng minh rằng luteolin không bảo vệ các tế bào thần kinh trực tiếp. Tiến sĩ Johnson nói " Luteolin tác động bằng cách ảnh hưởng đến các tế bào microglial. Các tế bào thần kinh sống sót được là vì luteolin ức chế việc sản xuất các chất trung gian gây viêm thần kinh". (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Trong một vài thử nghiệm ở người lớn tuổi, chế độ ăn uống có luteolin được kiểm soát hoặc tăng cường luteolin trong 4 tuần. Đánh giá trí nhớ không gian ở nhóm được bổ sung luteolin tăng lên đáng kể so với nhóm đối chứng có cùng độ tuổi. Ngoài ra, các dấu hiệu viêm ở vùng đồi thị của não bộ một khu vực liên quan đến nhận thức không gian và trí nhớ, đã được giảm xuống. Thử nghiệm trên chuột cũng có một số kết quả
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 16 Khi chúng tôi cung cấp chế độ ăn giàu luteolin cho những con chuột già thì hiện tượng viêm trong não được giảm xuống và đồng thời phục hồi trí nhớ như những gì đã thấy trong nhóm non hơn". Tiến sĩ Johnson nói "Chúng tôi tin rằng chế độ ăn uống giàu luteolin giúp ức chế hoặc làm giảm kích hoạt các tế bào microglial và các cytokine viêm do chúng sản xuất ra. Tác dụng kháng viêm có thể là cơ chế cho phép trí nhớ được khôi phục lại những gì đã có ở độ tuổi trẻ hơn. Đây là nghiên cứu đầu tiên làm tăng nhận thức về chức năng của luteolin tác động lên các tế bào microglial. "Những dữ liệu này cho thấy rằng chế độ ăn uống giàu luteolin có khả năng giảm viêm trong não có liên quan đến trí nhớ ở người lớn tuổi, giúp sức khỏe tinh thần tốt hơn", Tiến sĩ Johnson kết luận.
IV.1.5.3 Tác động đến các tế bào ung thư
Nghiên cứu mới được công bố trong tạp chí BioMed Central BMC
Gastroenterology cho thấy luteolin có thể ức chế hoạt động của tế bào bằng tín hiệu (IGF và PI3K) quan trọng cho sự phát triển ung thư trong các tế bào ung thư ruột kết
Luteolin là chất ức chế PDE4, chất ức chế nói chung các enzym xúc tác quá trình thuỷ phân các este của axit phosphoric chứa 2 liên kết este và là chất ức chế Interleukin
Nó làm đảo ngược đáng kể, gây ra cảm giác mê man trên chuột.
Các nghiên cứu tiền lâm sàng cho thấy luteolin có các tác dụng dược lý như kháng oxy hoá, kháng khuẩn, kháng ung thư. Từ những nghiên cứu sơ bộ cho thấy khả năng ức chế sự hình thành mạch, tạo ra các kháng thể tác động đến chất sinh ung thư trong các mô của động vật, có thể làm giảm sự tăng trưởng khối u trong cơ thể, làm cho các khối u này nhạy cảm với hiệu ứng gây độc tế bào của một số loại thuốc chống ung thư, điều này cho thấy rằng các flavonoid có thể điều trị ung thư bằng thuốc, và hoá trị liệu ung thư tiềm ẩn. Ở mức độ ROS, sự ức chế các enzym có khả năng làm giãn, trải ra, tháo gỡ hoặc thay đổi độ xoắn quá mức của sợi axit deoxyribonucleic, giảm hoạt tính NFkappaB and AP-1,sự ổn định của p53, sự ức chế của PI3K, STAT3, IGF1R, and HER2 đó là những khả năng có thể tham gia vào cơ chế trong các hoạt tính sinh học giả định của luteolin
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 17 Ung thư đại tràng là nguyên nhân thứ hai thường gặp nhất của ung thư liên quan đến cái chết trong thế giới phương Tây. Colon tế bào ung thư có nồng độ IGF-II so với các mô đại tràng bình thường. Người ta cho rằng đây là một phần của cơ chế phân chia tế bào không kiểm soát được và sự phát triển ung thư. Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc cho thấy luteolin có thể để ngăn chặn sự bài tiết của IGFII bởi các tế bào ung thư ruột kết và trong vòng hai giờ giảm số lượng thụ thể (IGFIR) tiền thân protein. Luteolin cũng làm giảm số lượng thụ thể hoạt động (đo bằng phosphoryl hóa phụ thuộc IGFI).
Luteolin ức chế tác dụng kích thích tăng trưởng IGFI và nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư Yoon Jung Han Park cho thấy rằng luteolin ảnh hưởng đến tín hiệu di truyền mà nó được kích hoạt bởi tế bào ung thư IGFI . Giáo sư Yoon Jung Han Park giải thích, Luteolin làm giảm IGFI phụ thuộc vào hoạt tính của tế bào tín hiệu PI3K, Akt, và ERK12 và CDC25c, nhằm ngăn chặn những tế bào ung thư từ việc phân chia và dẫn đến chết tế bào.
IV.2 Dẫn xuất của luteolin
Việc tổng hợp các dẫn xuất là để biến đổi cấu trúc các chất ban đầu nhằm thay đổi tính chất lý hoá, là nguyên nhân làm thay đổi hoạt tính sinh học của chất, từ đó có thể tạo ra các hợp chất có hoạt tính tốt hơn có thể phục vụ cho các ngành dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm,..Theo nghiên cứu tổng kết của Ioan Simiti và Ioan Schwartz 6, các nhóm chức có thể ảnh hưởng tới hoạt tính sinh học của một số hợp chất khi thay đổi cấu trúc phân tử là các nhóm hydroxy, methoxy, halogenua, alkyl,…Khi đưa các nhóm chức này vào phân tử hữu cơ sẽ làm ảnh hưởng đến tính chất lý hoá kéo theo các hoạt tính sinh học cũng thay đổi. Sự thay đổi cấu trúc có thể làm tăng giảm hoặc có thêm hay làm thay đổi tác dụng sinh học mới. Với những trung tâm phản ứng trên khung flavonoid OH, nhân benzene thì các phương pháp ester hoá, ether hoá các nhóm hydroxy trên khung flavonoid, hay gắn nhóm halogen vào cấu trúc nhân được sử dụng để tổng hợp các dẫn xuất khác nhau là phổ biến nhất.
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 18
IV.2.1.1 Cấu tạo
Công thức phân tử: C23H18O10 Khối lượng phân tử: 454,09 gmol Công thức cấu tạo
Cấu trúc hoá học của LAT IV.2.1.2 Tính chất vật lý 41
3,4,5,7tetraacetoxyflavone dạng tinh thể hình kim, màu trắng, tan nhiều trong acetone, Tnc=226227
C
IV.2.1.3 Phản ứng tổng hợp
LAT được tổng hợp bằng phản ứng ester hoá nhóm hydroxy của luteolin bằng tác nhân acetic anhydride trong môi trường kiềm, kèm theo nhiệt độ (phản ứng thế ái nhân trên C của nhóm cacbonyl)
Luteolin LAT O O O O O C C C O CH3 O H3C O H3C O C O CH3 (CH3COO)2O CH3COONa O HO OH O OH OH O O O O O C C C O CH3 O H3C O H3C O C O CH3
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 19
IV.2.2 Tổng hợp 3,4,5,7tetrametoxyflavone (ký hiệu LMT) IV.2.2.1 Cấu tạo
Công thức phân tử: C19H18O6 Khối lượng phân tử: 342,34 gmol Công thức cấu tạo:
Cấu trúc hoá học của LAT IV.2.2.2 Tính chất vật lý 41
3,4,5,7tetrametoxyflavone dạng tinh thể hình kim, màu vàng ánh xanh, tan nhiều trong acetone, Tnc= 192193C.
IV.2.2.3 Phản ứng tổng hợp 5
Phản ứng được thực hiện bằng phương pháp tổng hợp Williamson. Luteolin được tiến hành ether hoá trong môi trường K2CO3, aceton với tác nhân dimethyl sulfat
Luteolin LMT O H3CO OCH3 O OCH3 OCH3 2(CH3)2SO4 K2CO3, t0 O HO OH O OH OH O H3CO OCH3 O OCH3 OCH3 + acetone + 2H2SO4
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 20 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
IV.2.3 Tổng hợp 3,4,5,7tetraallyloxyflavone (ký hiệu LAB) IV.2.3.1 Cấu tạo
Công thức phân tử: C27H24O6 Khối lượng phân tử: 444 gmol Công thức cấu tạo
IV.2.3.2 Tính chất vật lý
3,4,5,7tetraallyloxyflavone dạng bột màu vàng nhạt, tan nhiều trong aceton, chlorofrom.
IV.2.3.3 Phản ứng tổng hợp 5
Phản ứng được thực hiện bằng phương pháp tổng hợp Williamson
Luteolin được tiến hành ether hoá trong môi trường K2CO3, aceton với tác nhân allyl bromide
Luteolin LAB
IV.2.4 Dẫn xuất chứa halogen của luteolin
O O O O O C C C C CH2 H H H O C C CH2 H H H C H2C H H H H C H H2C H K2CO3, t0 O HO OH O OH OH O O O O O C C C C CH2 H H H O C C CH2 H H H C H2C H H H H C H H2C H + acetone + HBr CH2CHCH2Br
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 21
IV.2.4.1 Cấu tạo
Công thức phân tử: C15H8O6Br2 Khối lượng phân tử: 444 gmol Côn thức cấu tạo
IV.2.4.2 Tính chất vật lý
6,8dibromo3
,4,5,7tetrahydroxyflavone dạng bột màu vàng cam, tan nhiều trong aceton.
IV.2.4.3 Phản ứng tổng hợp 5
Đối với phản ứng tổng hợp dẫn xuất halogen của hợp chất thơm, có nhiều phương pháp phản ứng trực tiếp với halogenua hay với acid của halogenua cùng với xúc tác HgCl2, tuy nhiên do xúc tác độc hại nên ít được sử dụng. Ở đây dùng phương pháp halogen hoá luteolin với KBr cùng với xúc tác oxon 2KHSO5.KHSO4.K2SO4, xúc tác này đáp ứng được các điều kiện tối ưu của phòng thí nghiệm là nguồn cung cấp rẻ, ít độc, ổn định, điều kiện phản ứng đơn giản.
Luteolin LTB O HO OH O OH Br Br OH O HO OH O OH Br Br OH O HO OH O OH OH aceton + 2KOH + 2(K2S2O8KHSO4K2SO4) + H2O + 2KBr + 2(KHSO5KHSO4K2SO4)
TRẦN THỊ HƯỞNG 091021 Trang 22
V CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA V.1 Khái niệm
Các chất chống oxy hóa là những chất khử mạnh và có hoạt tính với oxy cao hơn dược chất mà nó bảo vệ.
Các chất chống oxy hóa là những chất mà khi hiện diện ở nồng độ thấp hơn so với dược chất mà nó bảo vệ có khả năng làm trì hoãn hay làm giảm quá trình oxy hóa của dược chất đó.
Trong cơ thể chất chống oxy hóa có khả năng bảo vệ những chất hóa học từ những phản ứng oxy hóa có hại bằng cách phản ứng với các gốc tự do hay những dạng oxy hoạt động khác, vì vậy ngăn cản tiến trình oxy hóa. Tuy nhiên sự cung cấp các chất chống oxy hóa có giới hạn vì một phân tử chất chống oxy hóa chỉ có thể phản ứng với một gốc tự do. Vì thế cần có nguồn bổ sung chất chống oxy hóa thường xuyên, có thể từ nguồn nội sinh hay ngoại sinh.
Nói chung các chất chống oxy hóa phải:
- Có hiệu thế khử càng thấp càng tốt so với dược chất cần được bảo vệ - Có cấu trúc đã được xác định và có độ tinh khiết cao
- Hóa hợp với oxy dễ dàng hơn so với thuốc cần được bảo vệ
- Dễ trùng hợp hoặc phản ứng với các gốc tự do do phản ứng oxy hóa sinh ra. Chất chống oxy hóa có khả năng làm chậm tốc độ oxy hóa của những chất tự oxy hóa.
V.2 Hệ thống chống oxy hóa
Trong cơ thể có nhiều hệ thống chống oxy hóa nội sinh để chống lại sự sản xuất của các gồc tự do. Những hệ thống này có thể chia thành 2 nhóm là enzym và không enzym. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});