MỤC LỤC Trang I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI…………………………………………… 2 II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU……………………………………… 3 III. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU…………………………………3 III.1 Hóa chất…………………………………………………………………… 3 III.2 Thiết bị và dụng cụ………………………………………………………….4 IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU……………………………………….4 V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………….5 VI. KẾT QUẢ DỰ KIẾN …………………………………………… 6 VII. NƠI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI……………………………………….6 VIII. THỜI GIAN LÀM LUẬN VĂN……………………………… 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………7 I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay, đời sống của con người ngày càng phát triển, xu thế công nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn ra toàn cầu. Nhu cầu về vật chất lẫn tinh thần đều được nâng cao. Tuy 1 nhiên, sự phát triển ồ ạt kèm theo nhiều mối nguy hại. Con người đang phải đối mặt với các vấn nạn như: ô nhiểm môi trường, bệnh tật hoành hành gây hại đến sức khỏe và cuộc sống lành mạnh của mình. Trong đó, ung thư, HIV, sốt rét, các bệnh nguy hiểm do virus, vi khuẩn,… là những căn bệnh gây tử vong cao trên thế giới. Ung thư đang đe dọa sinh mạng của hàng ngàn người trên các châu lục, có 7,4 triệu người chết (khoảng 13% của tất cả các trường hợp tử vong trong năm 2004, số liệu thống kê được công bố trong năm 2009). Trường hợp tử vong từ ung thư trên toàn thế giới được dự báo sẽ tiếp tục tăng, với 12 triệu trường hợp tử vong ước tính vào năm 2030. [8],[9] Tỷ lệ mắc bệnh ung thư và các loại ung thư ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như tuổi tác, giới tính, chủng tộc, các yếu tố môi trường địa phương, chế độ ăn uống, và di truyền. Đặc biệt, bệnh ung thư do yếu tố môi trường là phổ biến nhất. Đồng thời, Sốt rét là một trong những bệnh truyền nhiễm phổ biến nhất và là vấn đề rất nghiêm trọng đối với sức khoẻ cộng đồng, hiện có từ 300-500 triệu người bị nhiễm sốt rét mỗi năm. Bệnh phổ biến ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới của châu Mỹ, châu Á và châu Phi. [10] Các bệnh do vi khuẩn và ký sinh trùng khác cũng gây hại nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng. Việt Nam là quốc gia có tỷ lệ mắc các bệnh này thuộc loại cao. Theo thống kê của Bộ Y tế, năm 2006 tại Việt Nam đã có hơn 77.280 ca ung thư ác tính được phát hiện. Đứng đầu là ung thư vú với gần 8.400 ca, kế đến là ung thư cổ tử cung, gần 6.770 ca, ruột kết và trực tràng gần 6.290, dạ dày 5.860, khí quản, phế quản và phổi 5.800 ca. Khi đó, tỷ lệ mắc sốt rét hiện là 0,61/1.000 dân, các bệnh do virus cũng chiếm tỷ lệ lớn. [10] Các nghiên cứu cho thấy nhiều hợp chất polyphenol có khung sườn naphthalene có các hoạt tính sinh học quan trọng bao gồm: kháng oxy hóa, kháng sốt rét, kháng viêm và đặc biệt là kháng ung thư. Shrikant Anant và cộng sự gần đây đã cô lập và xác định cấu trúc của hợp chất 1-hydroxy-5,7-dimethoxy-2-naphthalene-carboxaldehyde (HDNC, marmelin) từ dịch chiết ethyl acetate của cây Aegle marmelos ở Ấn Độ. [4] Kết quả nghiên cứu in vivo cho thấy hợp chất HDNC có hoạt tính kháng tế bào ung thư ruột kết HTC116 theo một cơ chế nhất định và gây ra cái chết theo lập trình của tế bào. Với thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất dimethoxynaphthalene và thử hoạt tính sinh học” nhằm tìm ra nhóm hoạt chất mới có khung sườn naphthalene, có tiềm năng kháng oxy hóa, kháng sốt rét, kháng ung 2 thư,…Từ đó giúp hỗ trợ điều trị các bệnh hiểm nghèo, nhất là ung thư, mang lại cuộc sống khỏe mạnh cho con người. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đề tài này thực hiện nhằm góp phần nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất dimethoxynaphthalene và thử một số hoạt tính sinh học: kháng oxy hóa, kháng viêm, kháng sốt rét, độc tính đối với tế bào. III. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU III.1 Hóa chất • Succinic acid, Trung Quốc (TQ) • Silica gel (Merck) • Ethanol (Merck) • Ethyl acetate (TQ) • Petroleum ether 60-90 (TQ) • NaOH (TQ) • H 2 SO 4 đậm đặc (TQ) • Na 2 SO 4 khan (TQ) • Vanillin (TQ) • 2,4-Dimethoxybenzaldehyde (TQ) • Dimethyl sulfate (TQ) • tert-Butylate (Merck ) • tert-Butanol (TQ) • Dung dịch ammoniac (TQ) • Acetone (TQ) • NaHCO 3 khan (TQ) • CH 3 COONa khan (TQ) • (CH 3 CO) 2 O (Merck) • CH 3 COOH (TQ) • THF (Merck) • CH 2 Cl 2 (Merck) • LiAlH 4 (Aldrich) • PCC (Aldrich) III.2 Thiết bị và dụng cụ • Máy cô quay HEIDOLPH • Máy khuấy từ gia nhiệt IKA • Cân điện tử GF-300 • Phễu chiết • Phễu lọc • Buret 3 • Tủ sấy MEMMERT • Bản mỏng silica gel • Bộ dụng cụ đun hoàn lưu • Ống đong, ống nghiệm, đũa thủy tinh • Bình cầu 5 mL, 10 mL, 25 mL, 50 mL, 100 mL, 250 mL • Cốc thủy tinh 100 mL, 250 mL, 500 mL • Erlen 100 mL, 250 mL, 500 mL • Giấy đo pH, giấy lọc (TQ) • Bình phản ứng 100 mL và cá từ IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU R 2 R 3 O EtO C O CH 2 CH 2 C O OEt KOt-Bu/t-BuOH R 2 R 3 COOEt COOH NaOAc/Ac 2 O R 2 R 3 OAc COOEt R 2 R 3 OH CHO R 2 R 3 OH R 2 R 3 OH COOH OH R 2 R 3 O (CH 3 ) 2 SO 4 R 1 R 1 R 1 R 1 R 1 R 1 R 1 Vanilin: R 1 =H, R 2 =OH, R 3 = OCH 3 (1a): R 1 =H, R 2 =OCH 3 , R 3 = OCH 3 (1b): R 1 =OCH 3 , R 2 =H, R 3 = OCH 3 (2a): R 1 =H, R 2 =OCH 3 , R 3 = OCH 3 (2b): R 1 =OCH 3 , R 2 =H, R 3 = OCH 3 (3a): R 1 =H, R 2 =OCH 3 , R 3 = OCH 3 (3b): R 1 =OCH 3 , R 2 =H, R 3 = OCH 3 4 5 6 1 2 3 (4a): R 1 =H, R 2 =OCH 3 , R 3 = OCH 3 (4b): R 1 =OCH 3 , R 2 =H, R 3 = OCH 3 (5a): R 1 =H, R 2 =OCH 3 , R 3 = OCH 3 (5b): R 1 =OCH 3 , R 2 =H, R 3 = OCH 3 (6a): R 1 =H, R 2 =OCH 3 , R 3 = OCH 3 (6b): R 1 =OCH 3 , R 2 =H, R 3 = OCH 3 Sơ đồ 1: Tổng hợp các dẫn xuất dimethoxynaphthalene Để thực hiện được mục tiêu đã đề ra, đề tài của chúng tôi sẽ tập trung vào các bước tổng hợp như sau: Đầu tiên, methyl hóa vanillin để tạo 3,4-dimethoxybenzaldehyde (1a). Ester hóa succinic acid với EtOH xúc tác H 2 SO 4 tạo diethyl succinate. Phản ứng chìa khóa của sơ đồ tổng hợp là phản ứng ngưng tụ Stobbe (1a, 1b) với diethyl succinate dưới tác dụng của t-BuOK, t-BuOH tạo (2a, 2b). Tiếp tục cho (2a, 2b) tác dụng với Ac 2 O xúc tác CH 3 COONa tạo (3a, 3b). Sau đó thủy phân (3a, 3b) trong môi trường kiềm 4 LiOH, THF/MeOH ra (4a, 4b). Cuối cùng khử (3a, 3b) bằng LiAlH 4 cho (5a, 5b), tiếp tục oxy hóa (5a, 5b) sử dụng PCC tạo (6a, 6b). Quy trình tổng hợp có đặc điểm: • Phản ứng chìa khóa là phản ứng ngưng tụ Stobbe. • Ghép vòng naphthalene tạo chất trung gian (3a, 3b) • Đây là phương pháp tạo vòng naphthalene hiệu quả và hiệu suất phản ứng thường cao hơn các phương pháp khác. • Nguyên liệu đầu đi từ vanillin và 2,4-dimethoxybenzaldehyde là những aldehyde thơm, do đó việc thực hiện phản ứng Stobbe hứa hẹn ưu tiên sản phẩm có cấu hình E làm tăng hiệu suất phản ứng. Đồng thời, các nguyên liệu này cũng dễ tìm, có sẵn trên thị trường và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Sau khi thu được sản phẩm như yêu cầu, chúng tôi tiến hành thử các hoạt tính sinh học như: kháng oxy hóa, kháng viêm, kháng sốt rét, độc tính với tế bào. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU • Phương pháp khuấy từ kết hợp với gia nhiệt cổ điển. • Tìm điều kiện để tổng hợp các chất: (4a, 4b), (5a, 5b), (6a, 6b). • Tiến trình phản ứng được theo dõi bằng sắc ký lớp mỏng (TLC) với thuốc thử hiện màu là KMnO 4 . Sản phẩm được tinh chế bằng sắc ký cột silica gel. Cấu trúc sản phẩm được xác định bằng phổ hiện đại: IR, 1 H-NMR, 13 C-NMR. • Các yếu tố cần khảo sát cho mỗi giai đoạn bao gồm:  Tỷ lệ mol tác chất  Thời gian phản ứng  Nhiệt độ phản ứng.  Lượng xúc tác Quá trình khảo sát được tiến hành trên cơ sở thay đổi một yếu tố cần khảo sát và cố định các yếu tố còn lại. Quá trình khảo sát được lặp lại với các yếu tố còn lại dựa trên kết quả tối ưu của các yếu tố vừa tìm được. VI. KẾT QUẢ DỰ KIẾN - Tổng hợp được các dẫn xuất naphthalene (4a, 4b), (5a, 5b), (6a, 6b) 5 - Đánh giá được hoạt tính sinh học: kháng oxy hóa, kháng sốt rét, kháng viêm, độc tính đối với tế bào của nhóm hoạt chất mới này. VII. NƠI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Toàn bộ luận văn được thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa Hữu cơ, Khoa Khoa Học Tự Nhiên, trường Đại Học Cần Thơ. VIII. THỜI GIAN LÀM LUẬN VĂN Thực nghiệm và viết luận văn: 09/2011-09/2012 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng Việt [1] Huỳnh Minh Huy (2011), Nghiên cứu tổng hợp chất tương tự Marmelin, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Cần Thơ. Tài liệu tiếng Anh [2] Chi Yau, (2001), A Thesis/Practicum submitted to the Faculty of Graduate Stndies of The University of Manitoba in partial fulfiiiment of the requirement of the degree, the University of Manitoba. [3] Herman H. Cheung, Eric C. LaCasse and Robert G. Korneluk, (2006), Clin Cancer Res, 12:3238-3242. [4] Shrikant Anant et al., (2008), Cancer Res, 68:8573-8581. [5] Sameshnee Pelly, August (2009), Novel Methods for the Synthesis of Naturally Occurring Oxygen and Nitrogen Heterocycles, In fulfilment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy, University of the Witwatersrand, Johannesburg. [6] Wan Pyo Hong, Hee Nam Lim, Hong Woo Park, and Kee-Jung Lee, (2005), Synthesis of Methyl (E)-2-Cyanomethylcinnamates Derived from Baylis-Hillman Acetates and Conversion into Several 4-Hydroxy-2-naphthoic Acids and Benzylidenesuccinimides, Department of Chemical Engineering, Hanyang University, Seoul 133-791, Korea. [7] Yao Dai, Theodore S. Lawrence, Liang Xu, (2009), Overcoming cancer therapy resistance by targeting inhibitors of apoptosis proteins and nuclear factor-kappa B, ; 1(1):1-15. Các trang web [8] http://www.medicinenet.com/cancer/focus.htm [9] http://en.wikipedia.org/wiki/Cancer [10] http://www.tinmoi.vn/.html 7 Hướng dẫn khoa học Học viên thực hiện TS. Bùi Thị Bửu Huê Nguyễn Việt Nhẩn Hòa Duyệt của Hội đồng 8 . MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đề tài này thực hiện nhằm góp phần nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất dimethoxynaphthalene và thử một số hoạt tính sinh học: kháng oxy hóa, kháng viêm, kháng sốt rét, độc tính đối. Với thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành đề tài Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất dimethoxynaphthalene và thử hoạt tính sinh học nhằm tìm ra nhóm hoạt chất mới có khung sườn naphthalene, có tiềm. lệ lớn. [10] Các nghiên cứu cho thấy nhiều hợp chất polyphenol có khung sườn naphthalene có các hoạt tính sinh học quan trọng bao gồm: kháng oxy hóa, kháng sốt rét, kháng viêm và đặc biệt là