BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …… ….***………… LÊ ĐỨC ANH TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CỦA MURRAYAFOLINE A PHÂN LẬP TỪ CÂY CƠM RƯỢU TRÁI HẸP (GLYCOSMIS STENOCARPA) Ở VIỆT NAM VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Hoá học Hợp chất Thiên nhiên Mã số: 62.44.01.17 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC Hà Nội - 2017 Công trình hoàn thành tại: Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học 1: TS Lưu Văn Chính Người hướng dẫn khoa học 2: PGS TS Lê Mai Hương Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi … , ngày … tháng … năm 201… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hàng năm, bệnh ung thư cướp mạng sống hàng triệu người giới có hàng trăm nghìn người phát bị mắc ung thư khác Việc nghiên cứu tìm thuốc hữu hiệu điều trị bệnh nan y nhiều nhà khoa học quan tâm Mặt khác, với phát triển không ngừng hóa học hữu nói chung hóa hợp chất thiên nhiên nói riêng việc nghiên cứu ứng dụng hợp chất thiên nhiên vào sống ngày trọng, đặc biệt lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cộng đồng Các hợp chất thiên nhiên tạo nhờ trình sinh tổng hợp cách tinh vi thực động vật, hợp chất thường có hoạt tính đặc biệt, chọn lọc, dễ dung nạp với thể tác dụng phụ Có thể nói hợp chất thiên nhiên chất dẫn đường hiệu quả, làm rút ngắn đường đến với thuốc sử dụng cho liệu pháp điều trị đích tổng hợp toàn phần chúng Gần đây, nhà khoa học tập trung nghiên cứu hoạt chất murrayafoline A, carbazole alkaloid phân lập với khối lượng lớn từ loài cơm rượu trái hẹp Glycosmis sternocapa, hoạt chất thể nhiều hoạt tính sinh học quí gây độc với nhiều dòng tế bào, có tác dụng tích cực lên tim mạch, tác dụng kháng viêm, kháng virus với chế rõ ràng, vậy, để ứng dụng hoạt chất vào thực tiễn cần phải tiếp tục nghiên cứu Tính đến thời điểm công bố hoạt tính chế tác dụng tiếp tục tác giả nước đăng tải, nghiên cứu hoạt tính sinh học murrayafoline A nhà khoa học cố gắng chuyển hóa thành dẫn xuất khác nhằm mở rộng phổ hoạt tính hoạt chất số lượng dẫn xuất hoạt tính chúng công bố chưa nhiều Theo hướng này, nhóm tác giả đề cập tới tổng số dẫn xuất tổ hợp lai murrayafoline A hợp phần có hoạt tính khác đánh giá hoạt tính gây độc tế bào chúng để bổ sung thêm liệu hóa học hoạt tính sinh học hoạt chất Như vậy, toàn nội dung từ ý tưởng thiết kế, tổng hợp đánh giá hoạt tính sinh học đối tượng trình bày luận án “Tổng hợp dẫn xuất murrayafoline A phân lập từ cơm rượu trái hẹp (Glycosmis stenocarpa) Việt Nam đánh giá hoạt tính sinh học chúng” Mục tiêu nghiên cứu luận án Phân tích tài liệu tham khảo murrayafoline A dẫn xuất cho thấy hướng can thiệp phản ứng hóa học vào trung tâm phản ứng -NH-, -OCH3 chưa nhiều Vì dặt mục tiêu tổng hợp số dẫn xuất lai murrayafoline A thuốc generic dẫn xuất có hoạt tính sinh học khác biết rõ chế tác dụng sinh học, đánh giá hoạt tính gây độc tế bào để bổ sung liệu hóa học hoạt tính sinh học hoạt chất Nội dung nghiên cứu luận án Từ mục tiêu thực nội dung nghiên cứu luận án sau: • • • • Chuyển hóa nhóm -NH- carbazole cách lai hóa chúng với chalcone, sesquiterpene artemisinin, zerumbone, N-(4-(4-fluorophenyl)-5-(hydroxymethyl)-6isopropylpyrimidin-2-yl)-N-methylmethanesulfonamide, amine dị vòng thông qua cầu liên kết khác Can thiệp hóa học vào nhóm chức -OCH3 để tổng hợp dẫn xuất (các ester ether) Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro dẫn xuất tổng hợp Thử nghiệm hoạt tính kháng u thạch mềm CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan carbazole alkaloid 1.1.1 Định nghĩa lịch sử Carbazole alkaloid 1.1.2 Carbazole alkaloid từ tự nhiên 1.1.2.1 Phân bố nguồn carbazole alkaloid tự nhiên 1.1.2.2 Các dẫn xuất 3-methylcarbazole tự nhiên 1.2 Khái quát murrayafoline A dẫn xuất chúng 1.2.1 Murrayafoline A 1.2.2 Tổng hợp carbazole alkaloid murrayafoline A 1.2.2.1 Sinh tổng hợp murrayafoline A 1.2.2.2 Tổng hợp toàn phần murrayafoline A 1.2.3 Tổng hợp số dẫn xuất murrayafoline A Trong phân tử murrayafoline A có số trung tâm phản ứng nhóm -NH-, -OH (từ sản phẩm demethyl hóa) liên kết C-H vị trí 2, 4, dẫn xuất murayafoline A chủ yếu sinh từ phản ứng liên kết Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất murrayanine (2) Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất murrayquinone A (67) Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất biscarbazole 68, 69 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất nhờ chuyển hóa nhóm 1-OCH3 Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất nhờ chuyển hóa nhóm -NH1.2.4 Hoạt tính sinh học murrayafoline A dẫn xuất 1.2.4.1 Hoạt tính chống ung thư 1.2.4.2 Hoạt tính tim mạch 1.2.4.3 Hoạt tính kháng khuẩn 1.2.4.4 Hoạt tính chống virus 1.2.4.5 Hoạt tính kháng viêm 1.2.4.6 Hoạt tính chống sốt rét 1.3 Khái quát chalcone 1.3.1 Giới thiệu chalcone 1.3.2 Phản ứng tổng hợp chalcone 1.3.2.1 Tổng hợp chalcone phản ứng Claisen-Schmidt 1.3.2.2 Tổng hợp chalcone phản ứng Wittig 1.3.2.3 Tổng hợp chalcone từ bazơ Schiff 1.3.2.4 Tổng hợp chalcone từ hợp chất kim 1.3.2.5 Tổng hợp chalcone từ dẫn xuất α,β-dibromchalcone 1.3.2.6 Tổng hợp phản ứng quang hóa (Fries) 1.3.2.7 Tổng hợp chalcone từ β-chlorovinyl ketone 1.3.2.8 Hoạt tính sinh học chalcone CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án hợp chất carbazole alkaloid murrayafoline A phân lập từ cơm rượu trái hẹp (Glycomis stenocarpa Dark) Murrayafoline A: Được cung cấp PGS TS Nguyễn Mạnh Cường, Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên, Viện HLKH-CN Việt Nam, có độ 90 % 2.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp sử dụng luận án bao gồm hai phần chính: Phương pháp tổng hợp dẫn xuất murrayafilone A phương pháp nghiên cứu hoạt tính sinh học 2.3 Hóa chất, thiết bị nghiên cứu 2.3.1 Hóa chất, dung môi 2.3.2 Thiết bị dùng cho nghiên cứu 2.4 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 2.4.1 Phương pháp thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào in vitro 2.4.2 Phương pháp đánh giá khả ức chế phát triển khối u thạch mềm CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM 3.1 Tổng hợp tổ hợp murrayafoline A 2'hydroxychalcone 3.1.1 Tổng hợp 5'-chloromethyl-2'-hydroxyacetophenone (85) 3.1.2 Tổng hợp 5ꞌ-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)methyl2ꞌ-hydroxyacetophenone (86) 3.1.3 Tổng hợp 5'-(1-methoxy-3-methyl-Ncarbazolyl)methyl-2'-hydroxychalcone Tổng hợp tổ hợp murrayafoline A 4'hydroxychalcone thông qua cầu liên kết trimethylene 3.2.1 Tổng hợp 4ꞌ-bromopropanoxychalcone 3.2.2 Tổng hợp tổ hợp murrayafoline A với 4ꞌbromopropanoxychalcone 3 Tổng hợp tổ hợp murrayafoline A 2',4'- dihydroxychalcone thông qua cầu liên kết 4-methylene-1-ethylene-1,2,3-triazole 3.3.1 Tổng hợp 4'-(2-azidoethoxy)-2'-hydroxychalcone (104a-g) 3.3.2 Tổng hợp tổ hợp murrayafoline A 2',4'dihydroxychalcone thông qua cầu liên kết 4-methylene-1ethylene-1,2,3-triazole 3.4 Tổng hợp dẫn xuất murrayafoline A có mạch βamino alcohol 3.4.1 Tổng hợp 1-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)-2,3epoxypropane (115) 3.4.2 Quy trình chung cho phản ứng mở vòng amine bậc hai (116-130) 3.5 Tổng hợp hợp dẫn xuất murrayafoline A với amine thông qua cầu liên kết trimethylene 3.5.1 Tổng hợp dẫn xuất 3-(1-methoxy-3-methyl-Ncarbazolyl)propyl bromide 3.5.2 Tổng hợp hợp dẫn xuất murrayafoline A với amine 3.5.3 Quy trình tổ hợp chung cho tổng hợp 131 với 5fluorouaracil, thymine, uracil 3.5.4 Tổng hợp methyl 1-cyclopropyl-6-fluoro-7-(4-(3-(1methoxy-3-methyl-9H-carbazol-9-yl)propyl) piperazin-1-yl)-4oxo-1,4-dihydroquinoline-3-carboxylate (148) 3.5.5 Qui trình chung tổng hợp bismurrayafoline A 149 tổ hợp murrayafoline A với acridone 151 3.5.6 Tổng hợp murrayafoline A với sesquiterpene 3.5.7 Tổng hợp dẫn xuất khác murrayafoline A 3.6 Tổng hợp dẫn xuất murrayafoline A thông qua chuyển hóa nhóm -OCH3 3.6.1 Tổng hợp 1-hydroxy-3-methylcarbazole (29) 3.6.2 Qui trình chung cho phản ứng ester hóa (29) 3.6.3 Qui trình O-allyl hóa 1-hydroxy-3-methylcarbazole 3.7 Đánh giá hoạt tính sinh học dẫn xuất murrayafoline A 3.7.1 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất murrayafoline A 3.7.2 Đánh giá khả ức chế khối u thạch mềm CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Sáu dãy chất thực nghiệm tổng hợp theo sơ đồ sau: 4.1 Tổng hợp tổ hợp murrayafoline A 2'hydroxychalcone Dãy chalcone tổ hợp với murrayafoline A 2'hydroxychalcone Để ghép murrayafoline A với chalcone này, trước hết 2'-hydroxyacetophenone (84) chloromethyl hóa tác nhân paraformaldehyde/HCl thu 5'-chloromethyl-2'-hydroxyacetophenone (85) Tiếp theo hợp phần xetone có chứa murrayafoline A chuẩn bị phản ứng N-alkyl hóa carbazole với dẫn xuất (85) để tạo thành 5'-(1-methoxy-3-methyl-carbazolyl)methyl acetophenone (86) Bước cuối cùng, hợp chất trung gian chìa khóa (86) ngưng tụ Claisen-Schmidt với aldehyde gồm: 3-methoxy benzaldehyde (87a), 4-methoxy benzaldehyde (87b), 3,4,5-trimethoxy benzaldehyde (87c), 4isopropyl benzaldehyde (87d), 4-methyl benzaldehyde (87e) 27 methoxy benzaldehyde (87f) để tạo thành chalcone tương ứng từ (8893) Cấu trúc chất đích xác định phổ NMR MS, hợp chất (90) lựa chọn làm đại diện cho việc quy kết xác proton carbon nhờ trợ giúp phổ hai chiều HSQC HMBC Các chalcone khác với hợp phần xetone giống chất dễ dàng qui kết tín hiệu protone carbon phổ NMR chúng dựa theo qui kết phổ (90) H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz, ppm) δ 12,14 (s, 1H, -OH); 8,11 (d, J = Hz, 1H, H-6'); 8,05 (d, br, J = Hz, 1H, H-5); 7,76 (m, 2H, Hα, H-β); 7,68 (d, br, J = Hz, 1H, H-8); 7,53 (s, br, 1H, H-4); 7,39 (t, br, J = Hz, 1H, H-7); 7,16 (m, 4H, H-2", H-6", H-4', H-6); 6,86 (s, br, 1H, H-2); 6,83 (d, J = Hz, 1H, H-3'); 5,84 (s, 2H, 5'-CH2-9); 3,94 (s, 3H, 1OCH3); 3,88 (s, 6H, 3"-OCH3, 5"-OCH3); 3,75 (s, 3H, 4"-OCH3); 2,45 (s, 3H, 3-CH3) C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz, ppm) δ 193,1 (C=O); 160,2 (C2'); 153,1 (C-3", C-5"); 146,2 (C-1); 145,0 (C-β); 140,4 (C-13); 140,2 (C4"); 134,1 (C-4'); 129,9 (C-1", C-5'); 129,0 (C-3); 128,9 (C-6); 127,2 (C11); 125,6 (C-7); 124,2 (C-10); 122,5 (C-12); 121,2 (C-1'); 121,0 (C-α); 120,1 (C-5); 118,9 (C-6); 117,8 (C-3'); 112,5 (C-4); 109,9 (C-8); 109,4 (C-2); 106,8 (C-2", C-6"); 60,2 (4"-OCH3); 56,2 (3"-OCH3, 5"-OCH3); 55,6 (1-OCH3); 47,0 (5'-CH2-9); 21,2 (3-CH3) 13 Phổ MS cho pick [M+H]+ có m/z: 538,26 phù hợp với công thức theo lý thuyết C33H32NO6 phù hợp với công thức chalcone (90) cho việc quy kết xác cấu trúc nhờ trợ giúp phổ HMBC, HSQC Các chất lại qui kết cấu trúc dựa theo chất đại diện Dữ kiện phổ NMR 111 sau: H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz, ppm) δ 13,39 (s, 1H, -OH); 8,16 (d, J = 15,5 Hz, 1H, H-α); 8,14 (d, J = Hz, 1H, H-6'); 8,02 (d, br, J = Hz, 1H, H-5); 8,02 (d, J = Hz, 1H, H-4"); 7,94 (d, J = 15,5 Hz, 1H, Hβ); 7,84 (s, 1H, H-5'''); 7,67 (d, br, J = Hz, 1H, H-8); 7,50 (s, br, 1H, H4); 7,47 (m, 1H, H-6"); 7,40 (t, br, J = Hz, 1H, H-7); 7,14 (m, 2H, H5", H-6); 7,05 (t, J = Hz, 1H, H-3"); 6,88 (s, br, 1H, H-2); 6,45 (d, J = 2,5 Hz, 1H, H-3'); 6,40 (dd, J1 = 2,5 Hz, J2 = Hz, 1H, H-5'); 5,85 (s, 2H, 9-CH2-); 4,67 (t, J = Hz, 2H, 4'-O-CH2-); 4,41 (t, J = Hz, 2H, 1'''-CH2); 3,95 (s, 3H, 1-OCH3); 3,91 (s, 3H, 2"-OCH3); 2,44 (s, 3H, 3-OCH3) C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz, ppm) δ 192,0 (C=O); 165,4 (C2'); 164,2 (C-4'); 158,3 (C-2"); 146,3 (C-1); 144,5 (C-4'''); 140,3 (C-13); 138,7 (C-α); 132,6 (C-6'); 132,5 (C-6"); 128,9 (C-3); 128,6 (C-4"); 127,0 (C-10); 125,4 (C-7); 124,2 (C-12); 123,4 (C-5'''); 122,7 (C-1"); 122,4 (C11); 120,7 (C-β, C-3"); 120,0 (C-6, C-5); 114,2 (C-1'); 112,5 (C-4); 111,8 (C-5"); 110,0 (C-8); 109,4 (C-2); 107,4 (C-5'); 101,6 (C-3'); 66,2 (1'''CH2-); 55,7 (1-OCH3, 2"-OCH3); 48,5 (4'-O-CH2-); 39,6 (9-CH2-); 21,2 (3-CH3) 13 Phổ MS cho pick [M+H]+ m/z: 589,25 phù hợp với công thức phân tử C35H32N4O5 4.4 Tổng hợp dẫn xuất murrayafoline A có mạch β-amino alcohol Để tổng hợp dãy này, chất trung gian chìa khóa 115 chuẩn bị phản ứng N-alkyl hóa trực tiếp murrayafoline A với epichorohydrin, giai đoạn mở vòng epoxy với amine (isopropylamine, 4methylpiperazine, 4-ethylpiperazine, piperidine, morpholine, 2(piperazyl)ethanol, diethylamine, benzotriazole, ciprofloxacin methyl ester, 1-(4-(trifluoromethyl)phenyl)piperazine, 1-(2,5difluorobenzyl)piperazine, piperazine, imidazole, tert-butyl piperazine carboxylate, murrayafoline A) để thu sản phẩm đích (116-130) tương ứng, sơ đồ phản ứng sau: 11 Cấu trúc dẫn xuất 2-amino alcohol chứng minh phổ NMR, HRMS, dẫn xuất 116 chọn làm đại diện để xác định cấu trúc xác nhờ sử dụng thêm phổ HSQC HMBC, chất lại qui kết cấu trúc theo 116, liệu phổ 116 sau: H-NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 8,04 (d, J = 7,5 Hz, 1H, H-5); 7,67 (d, J = Hz, 1H, H-8); 7,53 (s, 1H, H-4); 7,41 (t, J = 7,5 Hz, 1H, H7); 7,15 (t, J = 7,5 Hz, 1H, H-6); 6,87 (s, 1H, H-2); 4,65 (dd, J1 = Hz, J2 = 14,5 Hz, 1H, H-1'a); 4,54 (dd, J1 = Hz, J2 = 14,5 Hz, 1H, H-1'b); 4,31 (m, 1H, H-2'); 3,97 (s, 3H, 1-OCH3); 3,20 (m, 1H, H-1''); 2,97 (dd, J1 = Hz, J2 = 12.5 Hz, 1H, H-3'a); 2,84 (dd, J1 = 2,5 Hz, J2 = 12,5 Hz, 1H, H-3'b); 2,46 (s, 3H, 3-CH3); 1,14 (d, J = Hz, 6H, H-2'', H-3'') C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ 146,1 (C-1); 141,0 (C-13); 128,8 (C-3); 127,3 (C-10); 125,4 (C-7); 124,1 (C-12); 119,6 (C-6); 118,7 (C-5); 112,4 (C-4); 110,1 (C-2); 109,2 (C-8); 67,3 (C-2'); 55,7 (1-OCH3); 48,6 (C-3'); 47,8 (C-1''); 46,3 (C-1'); 21,3 (3-CH3); 18,9 (C-2''); 18,4 (C-3'') ESI-HRMS (m/z) tính toán C22H29N3O2: [M+H]+ 327,20670; Thực tế: 327,20726 13 4.5 Tổng hợp hợp dẫn xuất murrayafoline A amine thông qua cầu liên kết trimethylene Các dẫn xuất murrayafoline A với amine tạo thành hai bước phản ứng N-alkyl hóa liên tiếp, tiến trình phản ứng mô tả theo sơ đồ: 12 Ngoài ra, dẫn xuất khác murrayafoline A với nucleobase thuốc generic thymine, uracil, 5-fluorouracil (5-FU) ciprofloxacin tạo thành theo sơ đồ: Đối với dãy này, dẫn xuất 3-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl)-1thyminylpropane (143) lấy làm ví dụ để quy kết tín hiệu phổ phổ NMR MS, chất lại qui kết tín hiệu phổ NMR theo chất H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz, ppm) δ 11,23 (s br, 1H, H-3'); 8,03 (d, J = 8Hz, 1H, H-5); 7,51 (m, 3H, H-6', H-4, H-5); 7,40 (m, 1H, H-7); 7,15 (t, J = 7,25 Hz, 1H, H-6); 6,84 (s, 1H, H-2); 4,57 (t, J = 6,75 Hz, 2H, 13 9-CH2-CH2-CH2-1'); 3,87 (s, 3H, 1-OCH3); 3,74 (t, J = 6,75 Hz, 2H, 9CH2-CH2-CH2-1'); 2,45 (s, 3H, 3-CH3); 2,04 (m, 2H, 9-CH2-CH2-CH21'); 1,75 (s, 3H, 5'-CH3) C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz, ppm) δ 163,4 (C-4ꞌ); 150,9 (C-2ꞌ); 146,1 (C-1); 141,3 (C-13); 140,2 (C-6ꞌ); 128,7 (C-3); 127,1 (C-10); 125,5 (C-7); 124,1 (C-12); 122,2 (C-11); 120,1 (C-6); 118,6 (C-8); 112,4 (C-4); 109,1(C-2, C-5ꞌ); 108,5 (C-5); 55,4 (1-OCH3); 45,2 (1ꞌ-CH2-CH2-CH2-9); 42,1 (1ꞌ-CH2-CH2-CH2-9); 29,4 (1ꞌ-CH2-CH2-CH2-9); 21,3 (3-CH3); 11,9 (5-CH3) 13 Phổ MS cho pick m/z: 378,19 phù hợp với công thức phân tử C22H23N3O3 Cùng phản ứng N-alkyl hóa liên tiếp, dẫn xuất kiểu biscarbazole mô theo biscarbazole biết thiên nhiên bán tổng hợp đăng tải tổng hợp theo sơ đồ sau: Cuối cùng, tổ hợp lai murrayafoline A với sesquiterpene zerumbone artemisinin thiết kế tổng hợp thành công theo sơ đồ phía tổ hợp murrayafoline A với artemisinin tạo phản ứng ether hóa N-alkyl hóa: 14 Cũng hợp chất khác dãy, phổ 1H-NMR 13CNMR tất chất có tương đồng vị trí cường độ tín hiệu hợp phần murrayafoline A Sự khác phổ NMR chất quan sát thấy so sánh hợp phần amine với Tuy vậy, dẫn xuất murrayafoline A với sesquiterpene hợp phần azazerumbone artemisinin khó qui kết, hợp chất 160 lấy làm đại diện để chưng minh cấu trúc phổ NMR chiều, chiều HRMS Dữ liệu phổ hợp chất sau: H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, ppm) δ 7,99 (d, J = 7,5 Hz, 1H, H5); 7,53 (d, J = Hz, 1H, H-8); 7,49 (s, 1H, H-4); 7,37 (t, J = Hz, 1H, H-7); 7,12 (t, J = 7.5 Hz, 1H, H-6); 6,85 (s, 1H, H-2); 4,80 (m, 1H, 9CH2a-); 4,69 (m, 1H, 9-CH2b-); 4,59 (s, 1H, H-12ꞌ); 4,54 (d, J = 3,5 Hz, 1H, H-10ꞌ); 4,17 (m, 1H, 10ꞌ-O-CH2a-); 3,96 (s, 3H, 1-OCH3); 3,64 (m, 1H, 10ꞌ-O -CH2b-); 2,47 (s, 3H, 3-CH3); 2,22 (m, 1H, H-9ꞌ); 2,08 (m, 1H, 4ꞌ-CH2a-); 1,88 (m, 1H, 4ꞌ-CH2b-); 1,66 (m, 1H, 5ꞌ-CH2a-); 1,09 (m, 1H, 5ꞌ-CH2b-); 1,20 (s, 3H, 3ꞌ-CH3); 1,15 (m, 1H, H-8ꞌa); 1,09 (m, 1H, 7ꞌCH2a-); 0,59 (m, 1H, 7ꞌ-CH2b-); 1,03 (m, 1H, 8ꞌ-CH2a-); 0,89 (m, 1H, 8ꞌCH2b-); 0,89 (m, 1H, H-5ꞌa); 0,79 (d, J = 6Hz, 3H, 6ꞌ-CH3); 0,59 (m, 1H, H-6ꞌ) C-NMR (125 MHz, DMSO-d6, ppm) δ 147,0 (C-1); 141,7 (C-13); 129,2 (C-3); 128,4 (C-10); 125,7 (C-7); 125,1 (C-12); 123,0 (C-11); 120,3 (C-6); 119,0 (C-5); 113,0 (C-4); 110,4 (C-2); 110,0 (C-8); 103,6 (C-3ꞌ); 101,3 (C-10ꞌ); 87,3 (C-12ꞌ); 80,8 (C-12ꞌa); 66,9 (10ꞌ-O-CH2-); 56,4 ('OCH3); 52,6 (C-5ꞌa); 44,9 (C-8ꞌa); 44,3 (9-CH2-); 36,9 (C-6ꞌ); 36,7 (C-4ꞌ); 34,7 (C-7ꞌ); 30,9 (C-9ꞌ); 26,2 (C-15ꞌ); 24,7 (C-5ꞌ); 23,9 (C-8ꞌ); 21,8 (3CH3); 20,4 (C-14ꞌ); 12,8 (C-13ꞌ) 13 HR-MS (m/z): tính toán C31H40NO6 [M+H]+: 522,28502; thực tế 522,28550 Một dẫn xuất khác với độ tan nước cải thiện đáng kể dẫn xuất 2-(1-methoxy-3-methyl-N-carbazolyl) acetic acid (162), dẫn xuất tổng hợp theo qui trình gồm bước sau: 15 Cũng với mục đích cải thiện độ tan nước murrayafoline A, dẫn xuất 3-(1-methoxy-3-methyl-9H-carbazol-9-yl)propan-1-ol (163) tạo thành cách thủy phân hợp chất 131 thu dẫn xuất alcohol mạch béo chứa murayafoline A môi trường kiềm với hệ dung môi methanol/H2O 9:1 Dẫn xuất 163 có cấu trúc sau: Để tổng hợp dẫn xuất 166 murrayafoilne A [4-(4fluorophenyl)-6-isopropyl-2-(N-methyl-N-methylsunfonylamino)pyrimidin-5-yl] methanol (164), hợp chất đầu sử dụng tổng hợp rosuvastatin Bước đầu tiên, 164 brom hóa với PBr3 acetonitrile 10 oC thu N-(5-(bromomethyl)-4-(4-fluorophenyl)-6-isopropylpyrimidin-2-yl)-Nmethylmethanesulfonamide (165) Bước tiếp theo, sản phẩm 166 thu phản ứng N-alkyl hóa chất trung gian 165 với murrayafoline A (8) DMF với có mặt K2CO3 xúc tác chuyển pha (1butyl)triethylammonium bromide, sơ đồ tổng hợp sau: 4.6 Tổng hợp dẫn xuất murrayafoline A thông qua chuyển hóa nhóm -OCH3 Bước đầu tiên, 1-hydroxy-3-methyl-9H-carbazole (29) tạo phản ứng demethyl hóa murrayafoline A (8) với BBr3 CH2Cl2 -78 oC theo quy trình Cường cộng [65] Bước tiếp theo, hai ester murrayafoline A với cinnamic axít (168) 4chloromethylbenzoic axít (170) tổng hợp phản ứng O-acyl hóa 16 nhóm 1-OH 29 với cinnamoyl chloride 4-(chloromethyl)benzoyl chloride THF khan có mặt xúc tác base yếu pyridine nhiệt độ phòng theo sơ đồ sau: Đối với dẫn xuất 3-methyl-1-allyoxycarbazole, chất tổng hợp phản ứng O-alkyl hóa nhóm -OH vị trí carbazole tác nhân allyl bromide, xúc tác K2CO3 dung môi acetone theo sơ đồ phản ứng sau: Trong dẫn xuất dẫn xuất 168 lấy làm ví dụ để qui kết xác cấu trúc phổ NMR MS, chất lại qui kết cấu trúc theo chất 168 Dưới liệu phổ NMR 168, liệu phổ NMR 168 sau: H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz, ppm) δ 11,29 (s, 1H, -NH); 8,09 (d, J = Hz, 1H, H-5); 7,95 (d, J = 16 Hz, 1H, H-7'); 7,86 (m, 2H, H-2', H-6'); 7,84 (s, H-4); 7,50 (3H, H-3', H-5', H-4'); 7,46 (d, J = Hz, 1H, H8); 7,39 (m, 1H, H-7); 7,16 (m, 1H, H-6); 7,07 (d, J = 0,5 Hz, 1H, H-2); 7,01 (d, J = 16 Hz, 1H, H-8'); 2,50 (s, 3H, 3-CH3) C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz, ppm) δ 164,7 (C-8'); 146,2 (C-7'); 140,2 (C-13); 135,1 (C-1); 134,1(C-1'); 130,9 (C-3); 130,3 (C-4'); 129,1 (C-3', C-5'); 128,6 (C-2', C-6'); 127,9 (C-10); 125,9 (C-8); 125,0 (C-11); 122,2 (C-12); 120,3 (C-5); 119,3 (C-6); 118,8 (C-4); 117,6 (C-5); 117,5 (C-8'); 111,2 (C-2) 13 17 4.7 Thử nghiệm hoạt tinh sinh học dẫn xuất murrayafoline A 4.7.1 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất murrayafoline A hydroxychalcone, 1-ester 1-alloxy Hai mươi mốt dẫn xuất murrayafoline A với 2'hydroxychalcone (88-93), 4'-hydroxychalcone (97-100), 2',4'hydroxychalcone (106-112), 1-ester (168, 170) 1-alloxy (172) carbazole đánh giá hoạt tính gây độc tế bào dòng tế bào ung thư phổi LU-1, ung thư gan Hep-G2, ung thư vú MCF7, ung thư bạch cầu P388, ung thư đại tràng SW480 kết thu bảng (4.7.1) sau: Bảng 4.7.1: Hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất murrayafoline A IC50 (μg/mL) TT Hợp chất 10 11 12 13 14 15 16 17 88 89 90 91 92 93 97 98 99 100 106 107 108 109 110 111 112 LU-1 47,83 67,72 - HepG2 68,22 79,50 18 MCF7 P388 SW480 80,19 59,48 63,33 96,62 44,36 - 23,97 19,09 23,45 44,46 44,34 46,96 32,96 22,70 35,46 24,06 48,68 54,45 - 24,43 68,81 >100 56,17 94,54 - 18 19 20 21 22 23 148 168 170 172 Murrayafoline A Ellipticine 43,01 42,01 39,12 48,46 19,68 0,57 41,96 31,96 30,85 34,72 8,73 0,51 18,81 17,81 18,01 19,36 16,90 0,38 13,26 11,26 15,23 14,54 4,21 0,29 30,32 20,32 21,35 18,29 4,35 0,48 Từ bảng kết (4.7.1) nhận thầy số dẫn xuất tạo hoạt tính gây độc dòng tế bào ung thư thử nghiệm, dẫn xuất 97-100, 106, 108 110 có hoạt tính gây độc với dòng tế bào ung thư Hep-G2 có giá trị IC50 khoảng từ 22,70-54,45 µg/mL Hai tổ hợp (88 107) murayafoline A với 3methoxy-2ꞌ-hydroxychalcone 4ꞌ-methoxy- 2,4-dihydroxychalcone thể độc tính với năm dòng tế bào ung thư thử nghiệm, không hiệu Những dẫn xuất ester ether (bảng 4.7.1) thu từ chuyển hóa nhóm 1-methoxy murrayafoline A không cải thiện hoạt tính 4.7.2 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất murrayafoline A có mạch β-amino alcohol Mười năm dẫn xuất murrayafoline A có mạch βamino alcohol chất trung gian 115 đánh giá hoạt tính gây độc tế bào bốn dòng tế bào ung thư gồm HepG2, LU-1, P338 SW480 Kết thể bảng (4.7.2) Bảng 4.7.2: Hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất murrayafoline A có mạch β-amino alcohol TT Hợp chất 115 116 117 118 119 120 121 122 Hep-G2 5,29 4,30 4,78 3,99 5,74 4,23 4,86 19 IC50 (µg/mL) LU-1 P388 5,98 4,20 4,72 4,33 5,99 5,51 4,06 5,95 7,61 6,28 6,22 4,71 5,86 4,12 SW480 5,33 4,78 4,87 4,86 6,09 5,06 5,33 10 11 12 13 14 15 16 18 19 123 124 125 126 127 128 129 130 Murrayafoline A ellipticine 8,71 25,93 16,29 8,25 8,53 8,73 0,51 10,83 39,89 18,86 8,58 8,41 19,68 0,57 10,72 18,80 15,53 6,12 8,16 4,21 0,29 9,87 33,64 20,64 10,47 8,22 4,35 0,48 Từ bảng kết bảng (4.7.2), tất dẫn xuất thể hoạt tính gây độc tế bào (trừ dẫn xuất 120, 125, 129 130) dòng tế bào thử nghiệm với giá trị IC50 khoảng 3,99-39,89 µg/mL số dẫn xuất thể hoạt tính mạnh so với murrayafoline A Các dẫn xuất 2-amino alcohol 116, 117, 118 121 với hợp phần amine isopropylamine N-piperazine methylpiperazine, ethylpiperazine 4-(ethyl-2-ol)piperazine có xu hướng cải thiện đáng kể đến hoạt tính gây độc tế bào chúng, hoạt tính bốn dẫn xuất tương đương với chất trung gian 115 mạnh các dẫn xuất lại nhóm dẫn xuất β-amino alcohol với murrayafoline A Khi xem xét giá trị IC50 dẫn xuất bảng (4.7.2) nhận thấy dẫn xuất 116, 117, 118 121 sử dụng nghiên cứu để đánh giá hoạt tính chống ung thư in vivo chúng có khả tan tốt nước nhờ hình thành muối với axít vô dễ sử dụng giống chất β-blocker 4.7.3 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất murrayafoline A amine thông qua cầu liên kết trimethylene Bảng 4.7.3: Hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất murrayafoline amine thông qua cầu liên kết trimethylene IC50 (μg/mL) TT Hợp chất 133 134 Hep-G2 RD LU-1 FL 3,40 3,37 4,75 4,69 3,16 3,21 7,93 3,22 20 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 135 136 137 138 142 143 144 145 146 149 151 157 160 162 163 166 Murrayafoline A Ellipticine 7,08 6,44 5,01 1,71 6,18 0,27 9,97 9,04 0,32 9,59 8,96 2,35 1,39 0,18 8,71 3,23 2,53 8,91 0,21 Từ kết cho thấy dẫn xuất murrayafoline với amine (các hợp chất từ 133 đến 138) có hoạt tính gây độc tế bào với bốn dòng tế bào ung thư Hep-G2, LU, RD FL với giá trị IC50 khoảng 1,39-9,97 µg/mL mạnh nhiều so với murrayafoline A trừ dẫn xuất 135 136 Các dẫn xuất với amine cồng kềnh 166, 148, 151, 149 làm giảm tính thấm qua màng tế bào, amine nucleobase dẫn xuất gồm 143, 144, 145, 146 làm giảm độ độc chúng diện chuỗi AND thể người, động vật vi sinh vật, dẫn xuất hoạt tính gây độc tế bào đưa bảng (4.7.3) Hai tổ hợp lai 157 160 murrayafoline A với azazerumbone dihydroxyartemisinin hoạt tính gây độc tế bào mong chờ 138 dẫn xuất có chứa thành phần benzotriazole qua cầu nối propylen thể hoạt tính gây độc mạnh với ba dòng tế bào ung thư RD, Hep-G2 FL với giá trị IC50 1,39, 1,71 2,53 µg/mL, so sánh với murrayafoline A, hoạt tính 138 mạnh gấp đến lần dòng tế bào ung thư tương ứng 21 Các chất 133-138 dãy gửi Hàn Quốc để kiểm tra thêm số hoạt tính khác kiểm tra hoạt tính kháng viêm hoạt chất thể độc tính cao với tế bào lành nên thử nghiệm không thực 4.7.3 Kết đánh giá khả ức chế khối u thạch mềm a: Mẫu đối chứng b: Mẫu xử lý với 116 Hình ảnh cho thấy khối u thạch mềm đĩa hoạt chất 116 phát triển mạnh, kích thước khối u lớn bề mặt thô ráp khối u xử lý với 116 kích thước khối u nhỏ lại, bề mặt nhẵn mật độ khối u giảm di nhiều Kết mật độ khối u giảm 55,36 ± 0,96 % kích thước trung bình khối u giảm 68,44 ± 0,36% so với mẫu đối chứng V KẾT LUẬN Trong luận án tổng hợp 54 dẫn xuất đích có: - Sáu dẫn xuất từ 88 đến 93 tổ hợp murrayafoline A 2'-hydroxychalcone qua cầu nối methylene bazơ Mannich - Bốn dẫn xuất từ 97 đến 100 tổ hợp murrayafoline A 4'- hydroxychalcone - Bẩy dẫn xuất từ 106 đến 112 tổ hợp murrayafoline A 2',4'- dihydroxychalcone thông qua cầu liên kết 4-methylene-1ethylene-1,2,3-triazole tạo thành phản ứng Click - Mười lăm dẫn xuất 2-amino alcohol từ 116 đến 130 βblocker tạo thành phản ứng N-alkyl hóa murayafoline A epichlorohydrin, sau mở vòng epoxy với amine 22 - Mười sáu dẫn xuất murrayafoline A với amine bậc hai thymine, uracil, 5-fluorouracil, zerumbone artemisinine (từ 133 đến 138, từ 142 đến 146, 148, 149, 151, 157, 160) tổng hợp thông qua cầu liên kết trymethylene; Ba dẫn xuất khác murrayafoline A bao gồm: dẫn xuất (162, 163) với axít acetic, propanol 166 dẫn xuất murrayafoline A với N-(4-(4-fluorophenyl)-5-(hydroxymethyl)-6isopropylpyrimidin-2-yl)-N-methylmethanesulfonamide, chất đầu dùng tổng hợp rosuvastatin - Ba dẫn xuất murrayafoline A chứa hợp phần cinnamic acid, 4-chloromethylbenzoic acid allyl (168, 170, 172) tổng hợp chuyển hóa học nhóm -OCH3 vị trí C-1 thuộc khung carbazole Các sản phẩm đích sản phẩm trung gian trình tổng hợp xác định cấu trúc phương pháp phổ đại 1D, 2D-NMR, HR-MS, MS Kết thử hoạt tính sinh học 54 dẫn xuất tổng hợp - Sáu dẫn xuất từ 88 đến 93 có bốn dẫn xuất từ 88 đến 91 có hoạt tính gây độc số dòng tế bào thử nghiệm, giá trị IC50 dao động từ 19,09 μg/mL đến 96,62 μg/mL, dẫn xuất 92 93 hoạt tính - Bốn dẫn xuất từ 97 đến 100 thể hoạt tính gây độc tế bào dòng tế bào ung thư bạch cầu cấp P388, giá trị IC50 dao động từ 22,7 đến 46,96 µg/mL - Bẩy dẫn xuất từ 106 đến 112, dẫn xuất 107 chứa nhóm -OCH3 C-3 có hoạt tính gây độc năm dòng tế bào ung thư dùng thử nghiệm với giá trị IC50 nằm khoảng 24,06 đến 94,54 µg/mL Dẫn xuất 106, 107, 108, 110 có hoạt tính gây độc với P388, giá trị IC50 khoảng 24,06 đến 48,68 µg/mL - Mười lăm dẫn xuất từ 116 đến 130 thể hoạt tính gây độc tế bào (trừ dẫn xuất 120, 125, 129, 130) dòng tế bào ung thư thử nghiệm với giá trị IC50 khoảng 3,99-39,89 µg/mL thấp so với murrayafoline A Dẫn xuất 118 thể hoạt tính gây độc mạnh với dòng tế bào Hep-G2 LU-1 với giá trị IC50 tương ứng 3,99 4,06 µg/mL, dẫn xuất 122 có hoạt tính mạnh với dòng tế bào P388, giá trị IC50 4,12 µg/mL, hoạt tính gây độc tế bào tốt dẫn xuất 116 dòng tế bào SW480 có giá trị IC50 4,78 µg/mL Các dẫn xuất 116, 117, 118 121 sử dụng nghiên cứu để điều trị ung thư 23 - Các dẫn xuất murrayafoline A với amine 133-138 có hoạt tính gây độc tế bào với bốn dòng tế bào ung thư thử nghiệm với giá trị IC50 dao động 1,39-9,97 µg/mL mạnh so với murrayafoline A (8) trừ 135, 136 148, dẫn xuất từ 142 đến 146, 149, 151, 157, 160, 162, 163, 166 hoạt tính gây độc tế bào Hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất 138 có hoạt tính tốt hẳn murrayafoline A ba dòng tế bào Hep-G2, LU FL với IC50 là: 1,71; 1,39 2,53 µg/mL - Ba dẫn xuất (168, 170, 172) có hoạt tính yếu dòng tế bào ung thư thử nghiệm với giá trị IC50 dao động từ 11,26 - 48,46 g/mL - Hoạt tính gây độc tế bào Hep-G2 dẫn xuất 116 thạch mềm mật độ khối u giảm 55,36 ± 0,96 % kích thước trung bình khối u giảm 68,44 ± 0,36% so với mẫu đối chứng KIẾN NGHỊ Tiếp tục nghiên cứu sâu mối tương quan hoạt tính cấu trúc, chế tác động hợp chất tổng hợp dòng ung thư thử nghiệm Từ đánh giá xác tiềm ứng dụng dẫn xuất có hoạt tính tốt vào thực tế bào chế thuốc chống ung thư Tiếp tục mở rộng thử nghiệm hoạt tính tim mạch dãy dẫn xuất murrayafoline A với amine có mạch β-amino alcohol NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Đề tài luận án tổng hợp 54 dẫn xuất đích có: + dẫn xuất bazơ Manich murrayafoline A 2'hydroxychalcone qua cầu liên kết methylen + dẫn xuất tổ hợp murrayafoline A 4'hydroxychalcone qua cầu liên kết trimethylen + dẫn xuất tổ hợp murrayafoline A 2',4'dihydroxychalcone thông qua cầu liên kết 4-methylene-1-ethylene-1,2,3triazole tạo thành phản ứng Click + 15 dẫn xuất amino alcohol β-blocker tạo thành phản ứng N-alkyl hóa murayafoline A epichlorohydrin, sau mở vòng epoxy với amine 24 + 16 dẫn xuất tổ hợp murrayafoline A với amine bậc 2, 5-fluorouracil, nucleobase sesquiterpene (zerumbone artemisinin) thông qua cầu liên kết trimethylene Ba dẫn xuất khác murrayafoline A bao gồm: dẫn xuất (162, 163) với axít acetic, propanol 166 dẫn xuất murrayafoline A với N-(4-(4-fluorophenyl)-5(hydroxymethyl)-6-isopropylpyrimidin-2-yl)-N-methylmethanesulfonamide, chất đầu dùng tổng hợp rosuvastatin + dẫn xuất murrayafoloine A với cinnamic acid, 4chloromethylbenzoic acid allyl bromide thu thông qua chuyển hóa nhóm -OCH3 vị trí C-1 - Các sản phẩm đích sản phẩm trung gian trình tổng hợp xác định cấu trúc phương pháp phổ đại 1D, 2D-NMR, HR-MS, MS - Đã đánh giá hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất tổng hợp dòng tế bào ung thư người khác Hep-G2, RD, LU-1, FL, MCF-7, SW480, P388; Đã thảo luận sơ tương quan cấu trúc - hoạt tính chất CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN Lê Đức Anh, Trương Ngọc Hùng, Nguyễn Thị Nga, Lê Mai Hương, Lưu Văn Chính, Tổng hợp số chalcone có chứa nhóm azide, tạp chí Hóa học, 2015, 53(5e1), 157-161 Lê Đức Anh, Trương Ngọc Hùng, Nguyễn Thị Nga, Lê Mai Hương, Nguyễn Mạnh Cường, Vũ Thị Hà, Lưu Văn Chính, Tổng hợp số dẫn xuất murrayafoline A, tạp chí Hóa học, 2015, 53(5e1), 162-167 Le Duc Anh, Truong Ngoc Hung, Nguyen Thi Nga, Le Mai Huong, Tran Thi Hong Ha, Tran Thi Thu Thuy, Nguyen Manh Cuong, Le Thi Thoa, Tran Minh Cong, Nguyen Trong Dan, Luu Van Chinh, Synthesis and biological activity of novel derivatives of murrayafoline A, The Academic conference on natural science for young scientists, master and PhD student from Asean countries, Proceedings, 2015, 223-229 Le Duc Anh, Nguyen Thi Hai Ly, Truong Ngoc Hung, Nguyen Thi Nga, Nguyen Manh Cuong, Le Mai Huong, Le Phong, Luu Van Chinh, Synthesis and cytotoxic activity evaluation novel deriveatives of murrayafoline A, Journal of Science and Technology, 2016, 54(2C), 507-514 25 ... đánh giá hoạt tính sinh học đối tượng trình bày luận án Tổng hợp dẫn xuất murrayafoline A phân lập từ cơm rượu trái hẹp (Glycosmis stenocarpa) Việt Nam đánh giá hoạt tính sinh học chúng Mục tiêu... carbazole alkaloid tự nhiên 1.1.2.2 Các dẫn xuất 3-methylcarbazole tự nhiên 1.2 Khái quát murrayafoline A dẫn xuất chúng 1.2.1 Murrayafoline A 1.2.2 Tổng hợp carbazole alkaloid murrayafoline A. .. Qui trình O-allyl h a 1-hydroxy-3-methylcarbazole 3.7 Đánh giá hoạt tính sinh học dẫn xuất murrayafoline A 3.7.1 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất murrayafoline A 3.7.2 Đánh giá khả ức