Nội dung

T¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (1), Tr. 5 - 8, 2007 Tæng hîp mét sè dÉn xuÊt cña cycloart-23Z-ene-3 -25-diol vµ ho¹t tÝnh sinh häc cña chóng §Õn Tßa so¹n 10-01-2006 NguyÔn V¨n TuyÕn, NguyÔn V¨n Hïng v NguyÔn QuyÕt ChiÕn ViÖn Hãa häc, ViÖn Khoa häc v% C«ng NghÖ ViÖt Nam Summary Cycloart-23Z-ene-3 -25-diol was isolated from the leaves of Aglaia gigantea by bioassayguided fractionation. This compound showed very good cytotoxicity against human hepatoma (Hep-G2) and KB cells. In oder to investigate the relationship between biological activity and structure of the derivatives of cycloart-23Z-ene-3 -25-diol, we carried out synthesis of several new derivatives and examined their biological activities. I - Më ®Çu Chi Aglaia l chi lín thuéc hä xoan (Meliaceae). § cã rÊt nhiÒu nghiªn cøu ph¸t hiÖn ho¹t tÝnh sinh häc lý thó cña mét sè lo i Aglaia [1 - 9]. C¸c chÊt ph¸t hiÖn cã ho¹t tÝnh sinh häc trong chi n y chñ yÕu l líp chÊt rocaglamit. Trong c«ng tr×nh tr5íc ®©y [10], khi nghiªn cøu ho¹t tÝnh sinh häc cña c©y Aglaia gigantea mäc ë rõng Quèc gia Cóc Ph5¬ng, chóng t«i ® t¸ch ®5îc chÊt cycloart-23Z-ene3 -25-diol. ChÊt n y cã ho¹t tÝnh tiªu diÖt tÕ b o ung th5 biÓu m« ng5êi (KB) v tÕ b o ung th5 gan ng5êi (Hep-2) rÊt m¹nh. KÕt qu¶ n y khuyÕn khÝch chóng t«i tæng hîp mét sè dÉn chÊt míi cña nã nh»m t×m kiÕm c¸c chÊt cã ho¹t tÝnh sinh häc v nghiªn cøu mèi t5¬ng quan gi÷a ho¹t tÝnh kh¸ng khuÈn, kh¸ng nÊm v cÊu tróc cña c¸c dÉn xuÊt n y. Trong b i b¸o n y, chóng t«i th«ng b¸o vÒ viÖc tæng hîp mét sè dÉn xuÊt cña cycloart-23Z-ene-3 -25-diol (2a-2d) v ho¹t tÝnh kh¸ng khuÈn, kh¸ng nÊm cña c¸c chÊt n y. II - Thùc nghiÖm 1. ThiÕt bÞ v nguyªn liÖu Phæ céng h5ëng tõ proton (500 MHz) v cacbon-13 (125 MHz) ®5îc ®o trªn m¸y céng h5ëng tõ h¹t nh©n ph©n gi¶i cao 500 MHz (Bruker, CHLB §øc). Phæ khèi l5îng ®5îc ®o trªn m¸y phæ khèi MS 5989B (Hewlett Pakard, Mü). Phæ IR ®5îc ®o trªn m¸y quang phæ hång ngo¹i FTIR IMPACT 410 (CHLB §øc). 2. Thö ho¹t tÝnh kh¸ng khuÈn, kh¸ng nÊm C¸c phÐp thö ho¹t tÝnh kh¸ng khuÈn v kh¸ng nÊm ®5îc tiÕn h nh theo ph5¬ng ph¸p cña Vanden Berghe and Vlietinck [11]. C¸c chñng vi sinh vËt kiÓm ®Þnh ®5îc sö dông gåm: Vi khuÈn gram (-): Escherichia coli (Ec), Pseudomonas aeruginosa (Pa). Vi khuÈn gram (+): Staphylococcus aureus (Sa), Baccilus subtilis (Bs). NÊm mèc: Aspergillus niger (An), Fusarium oxysporum (Fo). NÊm men: Saccharomyces cerevisiae (Sc), Candida albicans (Ca). 5 NÊm v vi khuÈn ®5îc duy tr× trong m«i tr5êng dinh d5ìng SDB (Sabouraud Dextrose Broth) v TSB (Trypcase Soy Broth). C¸c chñng kiÓm ®Þnh ®5îc ho¹t hãa tr5íc khi tiÕn h nh thÝ nghiÖm trong m«i tr5êng dinh d5ìng dÞch thÓ 24 giê ®èi víi vi khuÈn v 48 giê ®èi víi vi nÊm. 3. Tæng hîp chÊt 2a - 2d 3 -Acetoxy-cycloart-23Z-ene-25-ol (2a) Hçn hîp ph¶n øng gåm cycloart-23Z-ene3 -25-diol (1) (100 mg, 0,2mmol), anhydrit axetic (46,8 mg, 0,24 mmol), pyridin (15,82 mg, 0,2 mmol) v v i tinh thÓ cña xóc t¸c dimetyl aminopyridin trong 10 ml cña diclorometan. Hçn hîp n y ®5îc khuÊy v duy tr× ë 40oC trong kho¶ng 24 h. Sau khi kÕt thóc, hçn hîp ph¶n øng ®5îc xö lý víi n5íc, chiÕt b»ng CH2Cl2. DÞch chiÕt cña s¶n phÈm ph¶n øng ®5îc röa b»ng H2O, l m khan b»ng Na2SO4, sau ®ã cÊt lo¹i dung m«i, cho s¶n phÈm th«. S¶n phÈm th« ®5îc l m s¹ch trªn cét silica gel víi hÖ dung m«i l hexan/axeton (9/1) nhËn ®5îc 98,3 mg chÊt r¾n m u tr¾ng (chÊt 2a), hiÖu suÊt 90%, ®nc 96oC. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0,34 (1H, d, J = 4,5 Hz, Ha-19); 0,57 (1H, d, J = 4,5 Hz, Hb-19); 0,84 (3H, s, CH3); 0,86 (3H, d, J = 6,5 Hz, CH3); 0,89 (6H, s, CH3); 0,96 (3H, s, CH3); 1,31 (6H, bs, 2x CH3); 2,04 (3H, s, CH3); 4,57 (1H, dd, J = 11 v 4,5 Hz, H-3); 5,59 (1H, d, J = 3,5 Hz, H-23); 5,60 (1H, d, J = 3,5 Hz, H-24). 13 C NMR (125 MHz, CDCl3): 15,1 (C-30); 18,0 (C-18); 18,2 (C-21); 19,2 (C-28); 20,1 (C9); 20,9 (C-6); 21,3 (C-2’); 25,4 (C-29); 25,7 (C-7); 25,9 (C-10); 26,4 (C-11); 26,7 (C-2); 28,0 (C-16); 29,7 (C-27); 29,8 (C-26); 29,9 (C-19); 31,6 (C-1); 32,7 (C-12); 35,5 (C-15); 36,4 (C20); 39 (C-22); 39,4 (C-4); 45,3 (C-13); 47,1 (C5); 47,7 (C-8); 48,8 (C-14); 51,0 (C-17); 70,7 (C-25); 80,6 (C-3); 125,6 (C-23); 139,3 (C-24); 170,9 (C-1’). 3 -Isobutyryloxy-cycloart-23Z-ene-25-ol (2b) ChÊt 2b ®5îc tæng hîp theo quy tr×nh tæng hîp chÊt 2a v dïng anhydrit isobutyric, nhËn ®5îc chÊt chÊt r¾n m u tr¾ng (chÊt 2b), ®nc116oC, hiÖu suÊt 94%. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0,35 (1H, d, J = 4 Hz, Ha-19); 0,57 (1H, d, J = 4 Hz, Hb -19); 0,84 (3H, s, CH3); 6 0,86 (3H, d, J = 6,5 Hz, CH3); 0,89 (3H, s, CH3); 0,90 (3H, s, CH3); 0,97 (3H, s, CH3); 1,17 (3H, dd, J = 7 Hz, CH3); 1,18 (3H, dd, J = 7 Hz, CH3); 1,31 (6H, bs, 2xCH3); 2,57 (1H, q, J = 7 Hz, H - 2’); 4,55 (1H, dd, J = 11 v 4,5 Hz, H3); 5,59 (1H, d, J = 3,5 Hz, H - 23); 5,60 (1H, d, J = 3,5 Hz, H-24). 13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 15,2 (C-30); 18,2 (C-18); 18,84 (C-21); 18,9 (C-4’); 19,2 (C-3’); 19,28 (C-28); 20,1 (C-9); 20,9 (C-6); 25,4 (C-29); 25,8 (C-7); 26 (C-10); 26,4 (C-11); 26,7 (C-2); 28,0 (C-16); 29,8 (C27); 29,9 (C-26); 29,99 (C-19); 31,6 (C-1); 32,7 (C-12); 34,49 (C-2’); 35,5 (C-15); 36,4 (C-20); 39 (C-22); 39,6 (C-4); 45,3 (C-13); 47,1 (C-5); 47,8 (C-8); 48,8 (C-14); 52,0 (C-17); 70,7 (C25); 80,1 (C-3); 125,6 (C-23); 139,3 (C-24); 176,8 (C-1’). 3 -Benzoyloxy-cycloart-23Z-ene-25-ol (2c) ChÊt 2c ®5îc tæng hîp theo quy tr×nh tæng hîp chÊt 2a v dïng anhydrit benzoic, nhËn ®5îc chÊt chÊt r¾n m u tr¾ng (chÊt 2c), ®nc 86oC, hiÖu suÊt 92%. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0,37 (1H, d, J = 4,0 Hz, Ha-19); 0,62 (1H, d, J = 4,0 Hz, Hb-19); 0,87 (3H, d, J = 6,5 Hz, CH3); 0,91 (3H, s, CH3); 0,93 (3H, s, CH3); 0,99 (3H, s, CH3); 1,05 (3H, s, CH3); 1,31 (3H, s, CH3); 1,32 (3H, s, CH3); 4,8 (1H, dd, J = 11 v 4 Hz, H-3); 5,60 (1H, d, J = 3,5 Hz, H-23); 5,61 (1H, d, J = 3,5 Hz, H-24); 7,42-7,48 (2H, m, 2x =CH); 7,53 - 7,56 (1H, m, =CH); 7,047,06 (2H, m, 2x=CH). 13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 15,4 (C-30); 18,0 (C-18); 18,3 (C-21); 19,2 (C-28); 20,2 (C-9); 20,9 (C-6); 25,5 (C-29); 25,8 (C-7); 26 (C-10); 26,5 (C-11); 26,8 (C-2); 28,0 (C-16); 29,8(C-27); 29,8 (C-26); 29,9 (C19); 31,6 (C-1); 32,7 (C-12); 35,5 (C-15); 36,4 (C-20); 39 (C-22); 39,8 (C-4); 45,3 (C-13); 47,2 (C-5); 47,8 (C-8); 48,8 (C-14); 52,0 (C-17); 70,7 (C-25); 81,3 (C-3); 125,6 (C-23); 128,3 (=CH v =CH); 129,5 (2x=CH); 131 (C=CH); 132,6 (C=CH); 139,3 (C-24); 166,3 (C-1’). 3 -Cinamoyloxy-cycloart-23Z-ene-25-ol (2d) Hçn hîp ph¶n øng gåm cycloart-23Z-ene3 -25-diol (1) (10 mg, 0,02 mmol), cinamoyl clorua (5 mg, 0,025 mmol), (1,58 mg, 0,02 mmol) v v i tinh thÓ cña xóc t¸c dimetyl aminopyridin trong 10 ml diclorometan. Hçn n y ®5îc khuÊy v duy tr× ë 40oC trong kho¶ng 24 h. Sau khi kÕt thóc, hçn hîp ph¶n øng ®5îc xö lý víi n5íc v chiÕt b»ng CH2Cl2. DÞch chiÕt cña s¶n phÈm ®5îc röa b»ng H2O, l m khan b»ng Na2SO4, sau ®ã cÊt lo¹i dung m«i, cho s¶n phÈm th«. S¶n phÈm th« ®5îc l m s¹ch trªn cét silica gel víi hÖ dung m«i l hexan/axeton (80/15) nhËn ®5îc 12 mg chÊt m u tr¾ng (chÊt 2d), ®nc 127oC, hiÖu suÊt 90%. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0,37 (1H, d, J = 4,1 Hz, Ha 19); 0,61 (1H, d, J = 4,1 Hz, Hb-19); 0,81 (3H, d, J = 6,5 Hz, CH3); 0,89 (3H, s, CH3); 0,90 (3H, s, CH3); 0,97 (3H, s, CH3); 0,98 (3H, s, CH3); 1,30 (3H, s, CH3); 1,31 (3H, s, CH3); 4,72 (1H, dd, J = 11,2 v 4,7 Hz, H-3); 5,61 (1H, d, J = 3,5 Hz, H - 23); 5,62 (1H, d, J = 3,5 Hz, H-24); 6,4 (1H, d, J = 16, H-2’); 7,35 - 7,41 (3H, m, 3 x =CH); 7,51 - 7,55 (2H, m, 2x =CH); 7,68 (1H, d, J = 16 Hz, H-3’). 13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 15,3 (C-30); 18,0 (C-18); 18,3 (C21); 19,2 (C-28); 20,1 (C-9); 20,9 (C-6); 25,5 (C-29); 25,8 (C-7); 26 (C-10); 26,5 (C-11); 26,9 (C-2); 28,0 (C-16); 29,7(C-27); 29,9 (C-26); 30,0 (C-19); 31,6 (C-1); 32,7 (C-12); 35,5 (C15); 36,4 (C-20); 39 (C-22); 39,7 (C-4); 45,3 (C13); 47,2 (C-5); 47,8 (C-8); 48,8 (C-14); 52,0 (C- 17); 70,7 (C-25); 80,8 (C-3); 118,9 (C-2’); 125,6 (C-23); 128 (2x=CH); 128,8 (2x=CH); 130,1 (=CH); 134,6 (=CH); 139,3 (C-24); 144,2 (=CH); 166,8 (C-1’). III - KÕt qu¶ v th¶o luËn CÊu tróc cña chÊt cycloart-23Z-ene-3 -25diol cã hai nhãm hydroxyl, trong ®ã nhãm hydroxyl bËc hai cã thÓ ph¶n øng víi anhi®rit hoÆc clorua cña c¸c axit ®Ó t¹o th nh c¸c dÉn xuÊt cña cycloart-23Z-ene-3 -25-diol. C¸c dÉn xuÊt (2a-2d) ®5îc tæng hîp theo s¬ ®å 1 v 2. OH OH O + R O O R CH2Cl2, Py DMAP, 500C 24h HO O R O 2 1 2a) R = CH3 (90%) 2b) R = C6H5 ( 94%) 2c) R = (CH3)2CH ( 92%) S¬ ®å 1 OH OH O Cl + HO CH2Cl2, Py DMAP, 500C 24h, 90% O O 1 2d S¬ ®å 2 7 Nh5 ® chØ ra trong s¬ ®å 1, cycloart-23Zene-3 -25-diol (1) t¸c dông víi anhydrit cña c¸c axit trong dung m«i diclorometan, cã mÆt pyridin v xóc t¸c 4-dimetyl aminopyridin, ë nhiÖt ®é kho¶ng 50oC trong kho¶ng 24 h, cho c¸c chÊt 2a, 2b v 2c víi hiÖu suÊt t5¬ng øng l 90, 94 v 92%. ChÊt 2d ®5îc tæng hîp theo s¬ ®å 2. Cho chÊt 1 ph¶n øng víi cinamoyl clorua trong m«i tr5êng pyridin v xóc t¸c l 4-dimetyl aminopyridin, ë nhiÖt ®é 50oC trong kho¶ng 24 h, thu ®5îc chÊt 2d víi hiÖu suÊt 90%. C¸c chÊt 2a - 2d ®5îc thö ho¹t tÝnh kh¸ng vi sinh vËt kiÓm ®Þnh. KÕt qu¶ thö ho¹t tÝnh cña c¸c chÊt n y ®5îc tr×nh b y ë b¶ng 1. Cô thÓ l , chÊt 2a cã ho¹t tÝnh kh¸ng c¸c dßng E. coli, B. subtillis, S. aureus, C. albicans v S. cerevisiae. ChÊt 2b cã ho¹t tÝnh kh¸ng c¸c dßng B. subtillis, A. niger, C. albicans v S. cerevisiae. ChÊt 2c cã ho¹t tÝnh kh¸ng c¸c dßng F. oxysporum v S. cerevisiae. ChÊt 2d cã ho¹t tÝnh kh¸ng c¸c dßng A. niger v S. cerevisiae. Table 1: Kh¶ n¨ng kh¸ng vi sinh vËt cña c¸c dÉn chÊt 2a - 2b No ChÊt 1 Antimicrobial activity MIC, µg/ml Ec Pa Bs Sa An Fo Ca Sc 2a 50 (-) 50 50 (-) (-) 50 50 2 2b (-) (-) 50 (-) 50 (-) 50 50 3 2c (-) (-) 200 (-) (-) 50 (-) 50 4 2d (-) (-) (-) (-) 50 (-) (-) 50 Tãm l¹i, chóng t«i ® tæng hîp ®5îc dÉn xuÊt 2a-2d cña cycloart-23Z-ene-3 -25-diol (1) víi hiÖu suÊt cao. C¸c chÊt n y ® ®5îc nghiªn cøu kh¶ n¨ng kh¸ng c¸c vi sinh vËt kiÓm ®Þnh . KÕt qu¶ cho thÊy, c¶ bèn chÊt n y ®Òu cã ho¹t tÝnh kh¸ng mét sè dßng vi sinh vËt nghiªn cøu. Lêi c¸m ¬n: C¸c t¸c gi¶ ch©n th%nh c¸m ¬n sù t%i trî cña IFS (the International Foundation for Sciences) Stockholm, Sweden, Grant F/27683, Tæ chøc cÊm phæ biÕn vò khÝ OPCW (Organization for the Prohibition of Chemical Weapons), v% ®Ò t%i nghiªn cøu c¬ b¶n. T i liÖu tham kh¶o 1. B. Y. Hwang, et al. Journal of Organic Chemistry, 69 (18), P. 6156 (2004). 2. O. Koul, H. Kaur, S. Goomber, S. Wahab. Journal of Applied Entomology, 128 (3), P. 177 - 181 (2004). 3. B. Hausott, H. Greger, B. Marian B. International Journal of Cancer, 109 (6), P. 933 - 940 (2004). 8 4. J. F. Rivero-Cruz, et al. Journal of Natural Products, 67 (3), P. 343 - 347 (2004). 5. A. Inada, H. Nishino, M. Kuchide, J. Takayasu, T. Mukainaka, Y. Nobukuni, M. Okuda, H. Tokuda. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 24 (11), P. 1282 1285 (2001). 6. S. K. Wang, C. Y. Duh. Planta Medica, 67 (6), P. 555 - 557 (2001). 7. H. Greger, T. Pacher, B. Brem, M. Bacher, O. Hofer. Phytochemistry, 57 (1), P. 57 - 64 (2001). 8. M. Dreyer, et al. Journal of Natural Products, 64 (4), P. 415 - 420 (2001). 9. P. Proksch, R. Edrada, R. Ebel, F. I. Bohnenstengel, B. W. Nugroho. Pharmaceutical Current Organic Chemistry, 5 (9), P. 923 - 938 (2001). 10. Nguyen Van Tuyen, Nguyen Van Hung, and et al. Journal of Advances in Natural Sciences, 6, 263 - 266 (2005). 11. D. V. Berghe, A. J. Vlietinck. Plant Biochemistry, 6, 47 (1991). 12. 9