Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẶT VẤN ĐỀ Từ xa xưa, củ nghệ đã được sử dụng như một gia vị truyền thống cho các món ăn ở châu Á, bên cạnh đó, nghệ còn được biết đến như một loại thuốc quý giúp làm lành vết thương, liền sẹo, trị mụn nhọt…đặc biệt là dùng để chữa các bệnh có liên quan đến dạ dày. Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, người ta đã phát hiện ra nhóm chất màu curucminoids là hoạt chất chính tạo nên các tác dụng sinh học của củ nghệ. Trong nhóm hoạt chất curucminoids, curcumin chiếm tỉ lệ lớn nhất (97%), ngoài ra còn có demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin. Curcumin đã được nghiên cứu và chứng minh các tác dụng dược lý như: chống viêm, chống oxi hóa, kháng khuẩn, kháng virut, chống ung thư, làm lành vết thương, làm liền sẹo…3,9. Mặc dù có rất nhiều tác dụng quan trọng, tuy nhiên curcumin có nhược điểm là khó tan trong nước, kém ổn định, và bị chuyển hóa nhanh chóng khi sử dụng theo đường uống, dẫn tới khả dụng thấp 10.Do đó, để tăng sinh khả dụng của hợp chất curcumin, người ta đi theo hướng cải thiện độ tan và kéo dài thời gian chuyển hóa
BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT ACYL HÓA CỦA CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT ACYL HÓA CỦA CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. Ths. Phạm Thị Hiền 2. Ds. Nguyễn Thị Hải Quỳnh Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội. HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Trước hết cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành nhất đến Ths. Phạm Thị Hiền và Ds. Nguyễn Thị Hải Quỳnh - người đã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện,TS. Nguyễn Văn Hải, Ths. Nguyễn Văn Giang và CN. Phạm Tiến Thành cùng các thầy cô giáo, các anh chị kĩ thuật viên của bộ môn Công Nghiệp Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại bộ môn. Em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà trường cùng toàn thể các thầy cô giáo Trường Đại học Dược Hà Nội đã luôn tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em trong suốt quá trình học tập tại trường. Cuối cùng, em xin được bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn luôn bên cạnh và động viên em trong cuộc sống cũng như trong học tập. Do thời gian làm thực nghiệm cũng như kiến thức của bản thân còn có hạn, nên khóa luận không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô, bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 11 tháng 5 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Kiều Trang MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2 1.1. TỔNG QUAN VỀ CURCUMIN 2 1.1.1. Nguồn gốc 2 1.1.2. Tính chất lý hóa 3 1.1.3. Tác dụng dược lý 7 1.2. TRIỂN VỌNG SỬ DỤNG CURCUMIN VÀ DẪN CHẤT TRONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUỐC 10 1.2.1. Một vài nghiên cứu về tác dụng của dẫn chất acyl curcumin 11 1.2.2. Thay đổi nhóm chức diketo 13 1.2.3. Thay đổi tại nhóm methylen 13 1.2.4. Tạo phức với kim loại đa hóa trị 14 1.3. PHẢN ỨNG ACYL HÓA CURCUMIN 14 1.3.1. Tác nhân acyl hóa 14 1.3.2. Một số nghiên cứu điển hình 15 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1. NGUYÊN LIỆU 17 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.3.1. Thực hiện phản ứng acyl hóa curcucmin 21 2.3.2. Kiểm tra độ tinh khiết 22 2.3.3. Xác định cấu trúc 22 2.3.4. Thử tác dụng sinh học 22 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23 3.1. BÁN TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT CURCUMIN 23 3.1.1. Tổng hợp 4,4’-di-O-acetyl curcumin với tác nhân anhydrid acetic 23 3.1.2. Phản ứng acyl hóa curcumin với tác nhân clorid acid 24 3.1.2.1.Tổng hợp 4,4’-di-O- propionyl curcumin với tác nhân propionyl clorid. 26 3.1.2.2. Tổng hợp 4,4’-di-O-butyryl curcumin với tác nhân butyryl clorid 27 3.2. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC 28 3.2.1. Phổ hồng ngoại (IR) 28 3.2.3. Phổ 1 H- NMR 33 3.3. THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 37 3.3.1. Giống VSV kiểm định 19 3.3.2. Môi trường thử nghiệm 19 3.3.3. Mẫu kháng sinh chuẩn 20 3.3.4. Phương pháp thử 20 3.3.5. Kết quả thử nghiệm 37 3.4. BÀN LUẬN 38 3.4.1. Về bán tổng hợp hóa học 38 3.4.2. Về xác định cấu trúc 41 3.4.3. Về thử tác dụng sinh học 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 1. Kết luận 42 2. Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 DANH MỤC CHỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT 1 H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( 1 H - Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy) CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DMAP Dimethylaminophenol DMHC Dung môi hữu cơ đvC Đơn vị cacbon EC 50 Nồng độ có tác dụng 50% đối tượng thử (Effective concentration 50%) Et 3 N Triethylamin EtOH Ethanol h Giờ HIV Virus gây suy giảm miễn dịch ở người (Human immunodeficiency virus) HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid chromatography) IC 50 Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Inhibition concentration at 50%) IL-12 Interleukin-12. IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) KL, m Khối lượng LDL Lipoprotein tỷ trọng thấp (Low – density lipoprotein) LTR long terminal repeat MBC Nồng độ tối thiểu diệt khuẩn. MeOH Methanol MIC Nồng độ ức chế tối thiểu. MS Phổ khối lượng phân tử MT Môi trường R f Hệ số lưu giữ (Retension factor) SKLM Sắc kí lớp mỏng THF Tetrahydrofura TNF Yếu tố hoại tử khối u. T o nc Nhiệt độ nóng chảy VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Danh mục các hóa chất, dung môi 17 Bảng 2.2: Danh mục các dụng cụ, thiết bị 18 Bảng 2.3 Môi trường nuôi cấy VK 20 Hình 3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm phản ứng điều chế tác nhân clorid acid 25 Bảng 3.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của sản phẩm Ia 29 Bảng 3.2. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của sản phẩm Ib 29 Bảng 3.3. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của sản phẩm Ic 30 Bảng 3.4. Kết quả phân tích phổ khối lượng MS (MeOH) của sản phẩm Ia 32 Bảng 3.5. Kết quả phân tích phổ khối lượng MS (MeOH) của sản phẩm Ib 32 Bảng 3.6. Kết quả phân tích phổ khối lượng của sản phẩm Ic 33 Bảng 3.8. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( 1 H-NMR) của sản phẩm Ib 35 Bảng 3.9. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( 1 H-NMR) của sản phẩm Ic 36 Bảng 3.10. Kết quả thực nghiệm. 37 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. công thức cấu tạo của curcumin. 2 Hình 1.2. Sự điện ly theo pH của curcumin 4 Hình 1.3. Sự phân hủy curcumin trong môi trường kiềm. 5 Hình 1.4. Sự phân hủy của curcumin dưới tác dụng của Oxi và ánh sáng. 5 Hình 1.5. Phản ứng của curcumin với gốc tự do. 6 Hình 1.7. Quá trình chuyển hóa curcumin tại gan[30]. 11 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Từ xa xưa, củ nghệ đã được sử dụng như một gia vị truyền thống cho các món ăn ở châu Á, bên cạnh đó, nghệ còn được biết đến như một loại thuốc quý giúp làm lành vết thương, liền sẹo, trị mụn nhọt…đặc biệt là dùng để chữa các bệnh có liên quan đến dạ dày. Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, người ta đã phát hiện ra nhóm chất màu curucminoids- là hoạt chất chính tạo nên các tác dụng sinh học của củ nghệ. Trong nhóm hoạt chất curucminoids, curcumin chiếm tỉ lệ lớn nhất (97%), ngoài ra còn có demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin. Curcumin đã được nghiên cứu và chứng minh các tác dụng dược lý như: chống viêm, chống oxi hóa, kháng khuẩn, kháng virut, chống ung thư, làm lành vết thương, làm liền sẹo…[3],[9]. Mặc dù có rất nhiều tác dụng quan trọng, tuy nhiên curcumin có nhược điểm là khó tan trong nước, kém ổn định, và bị chuyển hóa nhanh chóng khi sử dụng theo đường uống, dẫn tới khả dụng thấp [10].Do đó, để tăng sinh khả dụng của hợp chất curcumin, người ta đi theo hướng cải thiện độ tan và kéo dài thời gian chuyển hóa của curcumin trong cơ thể. Một trong các con đường đã được tiến hành đó là đưa curcumin vào các hệ thống phân phối thuốc như liposome, mixen, polisacharid, tạo phức hợp phospholipid và các tiểu phân nano… con đường này đến nay đã đạt được những thành tựu nhất định song hiệu quả của nó vẫn còn hạn chế. Điều này đã khiến cho các nhà khoa học tiếp tục tìm kiếm những giải pháp mới, trong đó có việc tổng hợp, bán tổng hợp những chất mới tương tự curcumin nhằm cải thiện sinh khả dụng, phát huy tác dụng và giảm độc tính của curcumin. Acyl hóa curcumin là một trong những giải pháp như vậy. Trên cơ sở tìm ra những dẫn chất curcumin có giá trị trong điều trị, chúng tôi đã thực hiện đề tài “ Tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất acyl hóa của curcumin” với các mục tiêu sau: 1. Acyl hóa curcumin với các tác nhân anhydrid acetic, propyonyl clorid, butyryl clorid ở quy mô phòng thí nghiệm. 2. Thử tác dụng kháng khuẩn, chống nấm của các chất tổng hợp được. [...]... với 3 loại tế bào trên Ferrari et al [15] đã tổng hợp một số dẫn xuất curcumin mới (3-4) để cải thiện tính chất hóa học của curcumin Vòng glycosyl của dẫn chất curcumin (4) cung cấp các hợp chất hòa tan trong nước và ổn định dược động học hơn so với curcumin, điều này làm thay đổi cơ bản sinh khả dụng của thuốc Các acyl- phái sinh của curcumin (3) và glycosyl-curcuminoid (4) thể hiện khả năng gây độc tế... chuyển hóa curcumin tại gan[30] Do đó, để tăng sinh khả dụng của hợp chất curcumin, người ta đi theo hướng cải thiện độ tan và kéo dài thời gian chuyển hóa của curcumin trong cơ thể Một trong các con đường tiềm năng đã và đang được tiến hành đó là tổng hợp, bán tổng hợp những chất mới tương tự curcumin nhằm cải thiện sinh khả dụng, phát huy tác dụng của curcumin Hình 1.8 chỉ ra những vị trí có thể tác. .. dụng curcumin trong điều trị, các tác giả đã tiến hành acyl hóa curcumin và nghiên cứu tác dụng sinh học của các dẫn chất: Các nghiên cứu về các chất chuyển hóa khác nhau của curcumin, cụ thể là, di-Otryptophanylphenylalanine curcumin, di-O-decanoyl curcumin, di-O-pamitoyl curcumin, di-O-bis- (γ, γ) folyl curcumin, 4-ethyl-O -γ-folyl curcumin, và 4-O-ethylO-γ-folyl curcumin, chỉ ra rằng chúng chống... tử, Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, trên máy đo phổ khối lượng 1100 S1100 Series LC/MSD Trap - Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) được ghi trên máy Bruker AV-500 tại Viện hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2.3.4 Thử tác dụng sinh học Thử tác dụng kháng khuẩn, chống nấm của sản phẩm bán tổng hợp được bằng phương pháp khuếch tán trên thạch trên một số chủng... kim loại đa hóa trị có thể được coi là một trong những phương pháp để cải thiện hoạt tính sinh học của curucmin [10] Barik et al [10] đã nghiên cứu tác dụng của các phức hợp đồng đơn nhân của Curcumin (9) cho hoạt động chống oxi hóa của enzym superoxide dismutase (SOD) Cấu trúc của nó gồm các nguyên tử đồng được phối hợp thông qua các nguyên tử oxy của curcumin cùng với một anion axetat và một phân tử... curcumin trong môi trường kiềm Ảnh hưởng của ánh sáng: [14] Dưới tác dụng của ánh sáng curcumin phân hủy thành vanillin, acid vanillic, anhydrid ferulic, acid ferulic Curcumin cũng kém bền ngay cả khi không có mặt oxi Khi có mặt Oxi và ánh sáng, curcumin bị phân hủy thành 4-Vinylguaialcol và vanillin (hình 1.4.) Hình 1.4 Sự phân hủy của curcumin dưới tác dụng của Oxi và ánh sáng c Tính chất hóa học. .. axetat và một phân tử nước Các hợp chất này có thể sàng lọc các gốc superoxide đã được tìm thấy để phục hồi hoàn toàn, điều này cho thấy hoạt tính xúc tác của nó trong việc dung hòa các gốc superoxide Hợp chất này cũng ức chế phóng xạ lipid peroxide 1.3 PHẢN ỨNG ACYL HÓA CURCUMIN 1.3.1 Tác nhân acyl hóa Phản ứng acyl hóa curcumin sử dụng hầu hết các nhóm tác nhân acyl hóa [6] - Anhydrid (RCO)2O : ví... khiết , định lượng curcumin bằng HPLC Tổng hợp hóa học Sau đây là một vài sơ đồ tổng hợp hóa học curcumin do Pavolini thực hiện:[21] Phương pháp thứ nhất tổng hợp curcumin từ acetylaceton và vanillin trong sự có mặt của B2O3, tributylborate, và n-butylamin theo sơ đồ phản ứng: 3 Trong phương pháp thứ 2: acetylaceton được cho phản ứng với B2O3 dưới sự chiếu xạ có bước sóng ngắn, hỗn hợp phản ứng sau... môn Vi sinh – Sinh học – Trường Đại học Dược Hà Nội 23 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 BÁN TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT CURCUMIN Khóa luận đã tiến hành phản ứng acyl hóa curcumin với ba tác nhân chính là anhydrid acetic, propinoyl clorid, butyryl clorid Trong đó anhydrid có sẵn ở bộ môn, propionyl clorid và butyryl clorid được điều chế từ acid propionic và butyric tương ứng 3.1.1 Tổng hợp 4,4’-di-O-acetyl... PHÁT TRIỂN THUỐC Mặc dù curcumin có rất nhiều tác dụng chữa bệnh đã được nghiên cứu tuy nhiên có 2 vấn đề gặp phải trong thực tế sử dụng curcumin để điều trị, đó là: độ hòa tan của curcumin rất thấp và curcumin trong cơ thể bị chuyển hóa nhanh tại gan qua quá trình glucuronide hóa và sulfat hóa (hình 1.7.) rồi bị đào thải qua phân, chính điều này đã dẫn đến sinh khả dụng thấp của curcumin: [10] 11 Hình . chúng tôi đã thực hiện đề tài “ Tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất acyl hóa của curcumin với các mục tiêu sau: 1. Acyl hóa curcumin với các tác nhân anhydrid acetic, propyonyl. TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT ACYL HÓA CỦA CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. Ths BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT ACYL HÓA CỦA CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ