Các hợp chất thiên nhiên được phân lập từ các loài thực vật trên đất
liền đã được nghiên cứu từ rất lâu và đã thu được nhiều thành công. Tuy
nhiên, nghiên cứu về các hợp chất thiên nhiên biển mới chỉ được bắt đầu
từ khoảng giữa thế kỷ trước. Hiện nay, các hợp chất thiên nhiên biển
đang được biết đến như một nguồn dược liệu đầy triển vọng và nhiều các
hợp chất có hoạt tính sinh học cao với cấu trúc phức tạp đã được phát
hiện từ các loài sinh vật biển khác nhau. Khó khăn trong việc thu mẫu
lượng lớn và đòi hỏi kinh phí cao là một trong những trở ngại đối với các
nghiên cứu trong lĩnh vực hóa học các hợp chất thiên nhiên biển. Chính
bởi vậy, tổng hợp hữu cơ là phương án lựa chọn hiệu quả trong việc tạo
nguồn hoạt chất với lượng lớn hơn để phục vụ các nghiên cứu hoạt tính
sinh học, cũng như việc đảm bảo khả năng ứng dụng của chúng. Nhiều
hoạt chất có nguồn gốc thiên nhiên biển đóng vai trò như chất dẫn đường
để từ đó các nhà khoa học tạo ra các dẫn xuất mới có hoạt tính sinh học
cao hơn. Lớp chất bengamides được phân lập từ hải miên biển được biết
đến có hoạt tính chống ung thư rất tiềm năng. Tuy nhiên, độ kém ổn định
về mặt cấu trúc là một trong các nguyên nhân hạn chế khả năng ứng
dụng của lớp chất này. Nhằm khắc phục hạn chế này của lớp chất
bengamides, trong khuôn khổ luận án này, chúng tôi lựa chọn đề tài
nghiên cứu: “Tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học các analog của
bengamide A và E”
27 trang |
Chia sẻ: thientruc20 | Lượt xem: 381 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt Luận án Tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học các analog của bengamide A và E, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
PHÍ THỊ ĐÀO
“TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC
ANALOG CỦA BENGAMIDE A VÀ E”
Chuyên ngành : Hóa hữu cơ
Mã số : 62 44 01 14
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC
Hà Nội - 2018
Công trình được hoàn thành tại: Học Viện Khoa học và
Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS.Habil Phạm Văn Cường
2. TS. Đoàn Thị Mai Hương
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến
sĩ cấp Học viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi giờ ..’,
ngày tháng năm 2018
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Thi Dao Phi, Huong Doan Thi Mai, Van Hieu Tran, Bich
Ngan Truong, Tuan Anh Tran, Van Loi Vu, Van Minh Chau, Van
Cuong Pham. Design, synthesis and cytotoxicity of bengamide
analogues and their epimers. Med. Chem. Commun, 2017,8, 445-451.
2. Thi Dao Phi, Huong Doan Thi Mai, Van Hieu Tran, Van
Loi Vu, Bich Ngan Truong, Tuan Anh Tran, Van Minh Chau and
Van Cuong Pham. Synthesis of bengamide E analogues and their
cytotoxic activity. Tetrahedron Letters. 2017, 58, 1830-1833
3. Phi Thi Dao, Doan Thi Mai Huong, Le Thi Phuong, Chau Van
Minh, Pham Van Cuong. Synthesis of 8-methyl-2-O-methyl-3,5-O-(1-
methyl ethylidene)-6,7,8,9-tetradeoxy-D-gulo-6-nonenonic acid (6E)- -
lactone. Vietnam Journal of Chemistry, 2015,53 (2e), 154-157
4. Phi Thi Dao, Doan Thi Mai Huong, Vu Van Loi, Chau Van
Minh, Pham Van Cuong. Microwave-assisted synthesis of lactams from
amino acids. Vietnam Journal of Chemistry, 2015, 53 (2e), 198-201.
5. Phi Thi Dao, Vu Van Loi, Nguyen Thi Bich, Doan Thi Mai
Huong, Nguyen Hien, Chau Van Minh, Pham Van Cuong. Synthesis
of N-alkyl amino lactam derivatives. Journal of Science and
Technology, 2016, 54 (2C), 291-298.
6. Phí Thị Đào, Đoàn Thị Mai Hương, Vũ Văn Lợi, Châu Văn
Minh, Phạm Văn Cường. Nghiên cứu quy trình tổng hợp và hoạt tính
gây độc tế bào của hợp chất (2R,3R,4S,5R,6E)-3,4,5-trihydroxy-2-
methoxy-8,8-dimetyl-N-((S)-2-oxoazepan-3-yl)non-6-enamide. Tạp
chí Hóa học, 2016, 54 (6e2),62-65.
7. Phí Thị Đào, Đoàn Thị Mai Hương, Vũ Văn Lợi, Nguyễn
Thị Huệ, Phạm Văn Cường. In vitro cytotoxic and antimicrobial
activities of some bengamide derivatives. Tạp chí Hóa học 2017
55(3), 342-347.
8. Giải pháp hữu ích. Phương pháp tổng hợp các dẫn xuất của
bengamit . Đã được chấp nhận đơn hợp lệ
1
I. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1. Đặt vấn đề
Các hợp chất thiên nhiên được phân lập từ các loài thực vật trên đất
liền đã được nghiên cứu từ rất lâu và đã thu được nhiều thành công. Tuy
nhiên, nghiên cứu về các hợp chất thiên nhiên biển mới chỉ được bắt đầu
từ khoảng giữa thế kỷ trước. Hiện nay, các hợp chất thiên nhiên biển
đang được biết đến như một nguồn dược liệu đầy triển vọng và nhiều các
hợp chất có hoạt tính sinh học cao với cấu trúc phức tạp đã được phát
hiện từ các loài sinh vật biển khác nhau. Khó khăn trong việc thu mẫu
lượng lớn và đòi hỏi kinh phí cao là một trong những trở ngại đối với các
nghiên cứu trong lĩnh vực hóa học các hợp chất thiên nhiên biển. Chính
bởi vậy, tổng hợp hữu cơ là phương án lựa chọn hiệu quả trong việc tạo
nguồn hoạt chất với lượng lớn hơn để phục vụ các nghiên cứu hoạt tính
sinh học, cũng như việc đảm bảo khả năng ứng dụng của chúng. Nhiều
hoạt chất có nguồn gốc thiên nhiên biển đóng vai trò như chất dẫn đường
để từ đó các nhà khoa học tạo ra các dẫn xuất mới có hoạt tính sinh học
cao hơn. Lớp chất bengamides được phân lập từ hải miên biển được biết
đến có hoạt tính chống ung thư rất tiềm năng. Tuy nhiên, độ kém ổn định
về mặt cấu trúc là một trong các nguyên nhân hạn chế khả năng ứng
dụng của lớp chất này. Nhằm khắc phục hạn chế này của lớp chất
bengamides, trong khuôn khổ luận án này, chúng tôi lựa chọn đề tài
nghiên cứu: “Tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học các analog của
bengamide A và E”.
2. Mục tiêu của luận án
Xây dựng quy trình tổng hợp các analog của bengamide A và E,
tiến hành đánh giá hoạt tính sinh học của các analog tổng hợp được.
3. Ý nghĩa khoa học và những đóng góp mới của luận án
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Luận án đã đóng góp tổng hợp được các analog mới của bengamide
A và E.
- Ứng dụng phương pháp chiếu xạ vi sóng trong tổng hợp hữu cơ.
3.2. Những đóng góp mới của luận án
2
Đã tổng hợp được 30 analog của bengamide A và E trong đó có
16 analog của bengamide E, 4 analog bengamide A và 10 hợp chất có
chứa flo
Đã xây dựng được quy trình tổng hợp lập thể của các analog của
bengamide A và E.
Đã sử dụng phương pháp chiếu xạ vi sóng trong phản ứng đóng
vòng nội phân tử acid amine, phản ứng bảo vệ nhóm chức amine bậc 1
và phản ứng kết nối chuỗi ketide và aminolactam giúp rút ngắn thời gian
phản ứng, nâng cao hiệu suất phản ứng.
Đã khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các analog tổng hợp
được trên các dòng tế bào ung thư thử nghiệm (Lu, NCI-H1975, A549,
MCF7, MDA-MB-231, HepG2, Hep3B, KB, HL60 và Hela) trong đó
nhiều analog thể hiện hoạt tính mạnh với IC50 < 1µM. Đã khảo sát hoạt
tính kháng vi sinh vật kiểm định của một số analog trên 7 chủng gram
(+), gram (-) và nấm men. Kết quả cho thấy một số analog cũng có hoạt
tính với chủng gram (+).
4. Bố cục của luận án
Luận án dày 153 trang với 25 bảng số liệu, 65 hình và 57 tài liệu
tham khảo được bố cục như sau:
Mở đầu: 2 trang
Chương 1: Tổng quan 32 trang
Chương 2: Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu 64 trang
Chương 3: Kết quả và thảo luận 41 trang
Kết luận, kiến nghị: 2 trang
Ngoài ra, luận án còn có phần phụ lục gồm các phổ của các analog
bengamide tổng hợp được.
II. NỘI DUNG LUẬN ÁN
ĐẶT VẤN ĐỀ
Đề cập đến ý nghĩa khoa học, tính thực tiễn, đối tượng và nhiệm vụ
nghiên cứu của luận án.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Tổng quan gồm 32 trang, tổng kết tài liệu về các bengamide phân lập
3
từ tự nhiên. Các phương pháp tổng hợp các analog của bengamide và hoạt
tính sinh học của chúng.
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
Phương pháp nghiên cứu gồm 4 trang mô tả các phương pháp tổng
hợp hữu cơ, các phương pháp xác định cấu trúc hóa học và các phương
pháp thử hoạt tính sinh học.
Thực nghiệm gồm 64 trang mô tả chi tiết quy trình tổng hợp các analog
bengamide. Các tính chất vật lý và số liệu phổ của các chất tổng hợp được.
Chúng tôi đã đưa ra phương pháp tổng hợp các dãy chất sau:
- Tổng hợp chuỗi ketide
- Tổng hợp các dẫn suất thế N-ankyl aminolactam vòng 6 và vòng 7.
- Tổng hợp các analog của bengamide A và E
- Tổng hợp các analog bengamide chứa flo.
Đã thử hoạt tính gấy độc tế bào của 30 analog tổng hợp được trên 10 dòng
tế bào (Lu1, NCI-H1975, A549, MCF7, MDA-MB-231, HepG2, Hep3B,
KB, HL60 và Hela). Đã thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trên 7 chủng
gram (+), gram âm (-) và nấm men.
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Các nghiên cứu đã công bố về tổng hợp và đánh giá hoạt tính ức
chế tế bào ung thư đối với các analog của bengamide cho thấy sự biến
đổi cấu trúc của khung bengamide ảnh hưởng mạnh đến hoạt tính sinh
học. Đặc biệt, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sự có mặt của các nhóm
hydroxyl và cấu hình của C-3, C-4 và C-5 của chuỗi ketide đóng vai trò
đặc biệt quan trọng đối với hoạt tính gây độc tế bào của lớp chất này.
Nhằm nghiên cứu mối tương quan giữa cấu trúc – hoạt tính gây độc tế
bào của các analog bengamide, trong khuôn khổ luận án này, việc biến
đổi cấu trúc khung bengamide được thực hiện theo các hướng sau: i) thay
thế nhóm isopropyl bằng nhóm nhóm tert-butyl tạo các chất có cấu trúc
ổn định hơn do tránh được sự dịch chuyển nối đôi từ C-7/C-8 sang vị trí
C-8/C-9 (isomer hóa); ii) thay đổi cấu hình của cacbon C-2’ của vòng
4
lactam tạo các cặp đồng phân diastereomer, qua đó có thể đánh giá ảnh
hưởng của cấu hình C-2’ đến hoạt tính; iii) N-alkyl hóa nhóm amide của
vòng lactam, iv) tổng hợp một số analog với nhóm hydroxyl tại C-5’; v)
thay đổi kích cỡ vòng lactam; vi) thay thế phần olefin cuối mạch bằng
nhóm FCH2-CH(OH)- nhằm đánh giá vai trò của phần cấu trúc olefin
cuối mạch (Hình 3.1).
Hình 3.1. Định hướng các biến đổi trên khung bengamide
Quy trình tổng hợp các analog mới của bengamide được thực hiện
từ chất thương mại α-D-glucoheptonic γ-lactone và các acid amine (L-
ornithine monohydrochloride, D-ornithine monohydrochloride, L-lysine,
D-lysine và D,L-5-hydroxylysine hydrochloride) qua 3 giai đoạn chính.
3.1. Tổng hợp chuỗi ketide
Quá trình tổng hợp ketide BG5 được thực hiện với việc sử dụng
hợp chất đầu đã được thương mại hóa, α-D-glucoheptonic γ-lactone
(Hình 3.2). Phản ứng acetonide hóa tạo ra BG1 sử dụng tác nhân acetone
với xúc tác acid sulphuric cho hiệu suất là 67,8 %.
Hình 3.2. Sơ đồ phản ứng tổng hợp ketide BG5
Thủy phân chọn lọc một nhóm isopropylidene của BG2 bằng
5
acid acetic thu được hợp chất BG3 với hiệu suất phản ứng đạt 85%.
Nghiên cứu phản ứng oxy hóa cắt mạch diol với tác nhân NaIO4 trong
hỗn hợp các loại dung môi khác nhau cho thấy với việc sử dụng 1,2 eq
NaIO4 trong hỗn hợp dung môi MeCN và H2O tỷ lệ 4/1 (v/v) thu được
sản phẩm aldehyde BG4 với hiệu suất phản ứng cao nhất (91%).
Phản ứng cuối cùng là quá trình olefin hóa aldehyde BG4. Phản
ứng được nghiên cứu việc sử dụng tác nhân (P(t-Bu)3HBF4) (1,5 - 3 eq)
với sự có mặt của TEA, potassium t-butoxide ((CH3)3COK) hoặc với
NaH (1,5 eq) trong dung môi THF ở nhiệt độ phòng trong thời gian từ 3
– 24 h. Tuy nhiên các phản ứng trên đều không tạo thành sản phẩm BG5.
Phản ứng sau đó được thực hiện thành công theo phương pháp của Takai
(Takai reaction) với việc sử dụng tác nhân 1,1-diiodo-2,2
dimethylpropane và CrCl2. Kết quả nghiên cứu cho thấy, phản ứng sử
dụng tác nhân 1,1-diiodo-2,2 dimethylpropane từ hãng Aldrich, hợp chất
ketide BG5 tạo thành với hiệu suất cao nhất đạt 45%. Trong khi đó, hợp
chất ketide BG5 thu được với hiệu suất cao hơn nhiều (73%), khi phản
ứng được thực hiện với tác nhân 1,1-diiodo-2,2 dimethylpropane tự tổng
hợp. Cơ chế của phản ứng oxi hóa cắt mạch BG3 và sự hình thành BG5
từ BG4 với việc sử dụng phản ứng Takai được trình bày trong hình dưới
đây.
Hình 3.3: Cơ chế phản ứng tổng hợp BG5
6
Theo đó, trong phản ứng oxi hóa với NaIO4 thì mức oxi hóa của
iodine chuyển từ +7 (NaIO4) xuống +5 (NaIO3). Đối với phản ứng tổng
hợp olefin theo Takai, đây là sự kết hợp giữa các aldehyde và
dihaloalkan geminal để tạo thành olefin. Trong phản ứng này Cr (II) đã
bị oxy hóa thành Cr (III) khi thay thế cả hai nguyên tử halogen. Các
geminal carbodianion hình thành phản ứng với aldehyde tạo thành anken.
Công thức cấu tạo của các chất được xác định dựa vào số liệu phổ
MS, 1H-NMR, 13C-NMR.và so sánh với tài liệu đã được công bố.
3.2. Phản ứng tổng hợp các hợp chất 2-amino lactam
3.2.1. Phản ứng tổng hợp các chất BG6a-b và BG14a-b
Cấu trúc vòng α-amino lactam tồn tại trong nhiều hợp chất thể
hiện hoạt tính sinh học cao. Do đó việc tổng hợp α-amino lactam đã thu
hút sự chú ý của nhiều nhóm nghiên cứu. Điển hình là việc tổng hợp α-
aminocaprolactam từ L-lysine. Theo công trình công bố của G.Pifferi và
cộng sự, phản ứng đóng vòng tạo BG14a từ L-lysine trong điều kiện đun
khuấy thông thường cho hiệu suất đạt 95% với thời gian thực hiện phản
ứng là 48 h. Trong một nghiên cứu khác, Blade-Front công bố quy trình
tổng hợp BG14a đạt hiệu suất 70% trong thời gian ngắn hơn (20 h) với
việc sử dụng tác nhân Al2O3 trong hỗn hợp toluene/pyridine. Ngoài ra,
phản ứng tổng hợp BG14a từ L-lysine còn được thực hiện trong điều
kiện nhiệt độ và áp suất cao với hiệu suất sản phẩm đạt 88%.
Để khắc phục những nhược điểm sử dụng tác nhân đắt tiền, độc
hại, thời gian thực hiện phản ứng dài hoặc thực hiện phản ứng trong điều
kiện nhiệt độ và áp suất cao, chúng tôi đã nghiên cứu phản ứng đóng
vòng nội phân tử các acid amine với sự trợ giúp của vi sóng. Theo đó,
hợp chất α-aminocaprolactam (BG14a) đạt hiệu suất 79% từ L-lysine với
điều kiện phản ứng được thực hiện trong ethylene glycone dưới chiếu xạ
của vi sóng ở 284 W trong vòng 1 h. Trong khi đó, hiệu suất BG14a tạo
thành thấp hơn (48%) nếu thực hiện phản ứng trong dung môi butanol.
Áp dụng điều kiện phản ứng tương tự, hợp chất BG14b được tổng hợp
với hiệu suất 82% từ D-lysine. Đối với việc tổng hợp các hợp chất amino
lactam vòng 6 cạnh BG6a và BG6b, dưới sự chiếu xạ của vi sóng ở 284
7
W trong khoảng thời gian 60 phút trong ethylene glycol với sự có mặt của
pyridine đạt hiệu suất 55,6%. Khi thay thế pyridine bằng dung dịch
NaHCO3 10% và thực hiện phản ứng tương tự với sự trợ giúp của vi
sóng, hợp chất amino lactam BG6a thu được đạt hiệu suất 78%. Áp dụng
quy trình tương tự, hợp chất amino lactam BG6b được tổng hợp với hiệu
suất 72% từ D-ornithine hydrochloride.
3.2.2. Phản ứng tổng hợp các chất rac-BG22a và rac- BG22b
(i): dd NaHCO3 10%, ethylen glycon, pyridine, MW, 284W, 1h
(ii): (Boc)2O (1eq), TEA, THF, H2O, rt, 3h
Do các đồng phân quang học của 5-hydroxylysine không còn được
thương mại hóa, nên các đồng phân 6-hydroxycaprolactam được điều chế
từ hỗn hợp racemic của 2 đồng phân diastereomer của hợp chất 5-
hydroxylysine. Theo đó, phản ứng đóng vòng nội phân tử của hỗn hợp
D,L-5-hydroxylysine hydrochloride được thực hiện với sự chiếu xạ vi
sóng ở công suất 284 W trong thời gian 60 phút tạo thành hỗn hợp
racemic của 2 đồng phân diastereomer rac-BG22a và rac-BG22b. Hỗn
hợp sản phẩm được tinh chế trên cột silica gel với hệ dung môi
acetone/H2O/NH4OH tỷ lệ 9/1/0,1 thu được các hợp chất racemic rac-
BG22a (53%, Rf = 0,49) và rac-BG22b (39%, Rf = 0,34). Do không thể
xác định trực tiếp cấu hình tương đối tại C-3 và C-6 của rac-BG22a và
rac-BG22b, nên các hợp chất này được chuyển hóa thành dẫn xuất N-
Boc nhằm so sánh với dữ liệu phổ NMR đã được công bố. Phản ứng của
từng hợp chất rac-BG22a và rac-BG22b với tác nhân Boc2O được thực
hiện trong hỗn hợp dung môi THF/H2O với sự có mặt của TEA tạo ra các
8
hợp chất rac-BG23a và rac-BG23b tương ứng. So sánh với dữ liệu phổ
NMR đã công bố cho thấy rac-BG23a có cấu hình 3,6-trans (3S*,6S*).
Như vậy cấu hình 3,6-cis (3S*,6R*) được xác định cho hợp chất rac-
BG23b. Từ đó cho phép xác định cấu hình 3,6-trans (3S*,6S*) và 3,6-cis
(3S*,6R*) tương ứng cho các hợp chất rac-BG22a và rac-BG22b.
3.2.3. Phản ứng tổng hợp các N-ankylaminolactam
3.2.3.1. Phản ứng bảo vệ nhóm chức amine của các 2-aminolactam
Để bảo vệ nhóm chức amine bậc 1, các hợp chất 3-aminolactam
được cho phản ứng với anhydride phthalic. Phản ứng giữa BG6a và
anhydride phthalic được thực hiện trong acid acetic ở nhiệt độ 100 oC
trong 6 giờ thu được hợp chất BG7a với hiệu suất thấp (30%). Sau đó
thực hiện phản ứng với sự trợ giúp của vi sóng hợp chất BG7a thu được
với hiệu suất cao hơn (53%) và thời gian ngắn hơn (1 giờ). Sử dụng điều
kiện phản ứng tương tự dưới sự chiếu xạ vi sóng, nhóm amine của các
hợp chất BG6b, BG14a và BG14b cũng được bảo vệ, thu được các hợp
chất BG7b, BG15a và BG15b với hiệu suất trong khoảng 52 – 57%.
a) anhydride phthalic, CH3COOH, rây phân tử 4Ǻ, MW, 284 W, 1 h
3.2.3.2. Phản ứng N-alkyl hóa các hợp chất.
Sau khi bảo vệ nhóm amine bậc 1, phản ứng alkyl hóa được thực
hiện lần lượt với các tác nhân alkylhalogen, (bromomethyl)cyclohexane,
benzyl bromide và cinnamyl bromide. Hợp chất BG7a được lựa chọn cho
việc nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện phản ứng. Phản ứng giữa BG7a và
(bromomethyl)cyclohexane, benzyl bromide hoặc cinnamyl bromide
không tạo ra sản phẩm N-alkyl mong muốn khi sử dụng các tác nhân kiềm
9
như K2CO3, KOH hay NaH trong các dung môi DMF hoặc THF. Tuy nhiên,
khi phản ứng được thực hiện trong dung môi DMSO, sự hình thành các sàn
phẩm N-alkyl mong muốn BG8a-BG10a đã được ghi nhận. Kết quả cho
thấy việc sử dụng dung môi DMSO và tỷ lệ tác nhân KOH (2 eq), K2CO3 (2
eq) và KI (1 eq) ở nhiệt độ 50 – 60 oC cho hiệu suất phản ứng cao nhất. Sử
dụng điều kiện phản ứng tương tự, các hợp chất N-alkyl khác đã đuợc tổng
hợp với hiệu suất 45 - 55%.
(a) (bromomethyl)cyclohexane hoặc (bromomethyl)benzene hoặc cinnamyl
bromide, DMSO, KOH, K2CO3, KI, 23h; (b) hydrazine, MeCN, 1h.
Cuối cùng, nhóm bảo vệ được loại bỏ thông qua việc xử lý các hợp
chất BG8a – BG10a, BG8b – BG10b, BG16a – BG18a, BG16b –
BG18b với dung dịch hydrazine trong dung môi acetonitrile ở nhiệt độ
phòng thu được các N-ankylaminolactam tương ứng, BG11a-13a,
BG11b-13b, BG19a-21a và BG19b-21b.
3.3. Tổng hợp các analog của bengamide E
Quá trình tổng hợp các bengamide được tiến hành thông qua
phản ứng kết hợp giữa phần ketide và các aminolactam. Thực tế, quá
trình phản ứng mở vòng lactone của ketide BG5 đã được nghiên cứu và
công bố trước đây. Theo đó, David D. Xu và cộng sự đã nghiên cứu tối
ưu hóa phản ứng của BG5 và amine LAF-A. Các tác giả nhận thấy,
trong điều kiện sử dụng tác nhân sodium 2- ethyl hexanoate trong dung
môi THF ở nhiệt độ phòng, sản phẩm LAF-B tạo thành với hiệu suất từ
85 – 92% sau 20 giờ.
10
Hình 3.9. Phản ứng kết hợp của BG5 và LAF-A do David công bố
Phương pháp của David D. Xu và cộng sự có ưu điểm là sử dụng
tác nhân rẻ tiền, điều kiện êm dịu, tuy nhiên thời gian phản ứng kéo dài
(15 - 20 giờ). Trong khuôn khổ luận án này, chúng tôi đã tiến hành
nghiên cứu sự trợ giúp của vi sóng nhằm rút ngắn thời gian phản ứng.
Phản ứng giữa BG5 và BG6a được sử dụng để nghiên cứu tối ưu hóa
điều kiện phản ứng. Theo đó, với việc sử dụng sodium 2- ethyl hexanoate
trong dung môi THF hoặc 1,4-dioxane, ở nhiệt độ từ 50 – 100 oC, trong
10 đến 24 giờ, hiệu suất sản phẩm BG24a thu được từ 50 – 58%. Trong
khi đó, dưới sự chiếu xạ của vi sóng, thời gian phản ứng được rút ngắn
đáng kể và hiệu suất sản phẩm BG24a thu được đạt 87%. Như vậy có thể
thấy, phản ứng giữa BG5 và BG6a đạt được hiệu suất cao nhất khi sử
dụng 1,2 – 1,5 eq sodium 2- ethyl hexanoate, dưới chiếu xạ vi sóng tại
100 W trong 1 giờ.
Bảng 3.7. Điều kiện phản ứng tổng hợp BG24a
Dung môi
sodium 2-
ethyl
hexanoate
MW Nhiệt độ
Thời
gian
Hiệu
suất
1,4-
dioxane
2 eq - 100 oC 10h 50%
1,4-
dioxane
1,5 eq - 100 oC 10h 50%
THF 1,5 eq - 50-60 oC 24h 58%
THF 1,5 eq 284 W >100 oC 30 phút 55%
11
Dung môi
sodium 2-
ethyl
hexanoate
MW Nhiệt độ
Thời
gian
Hiệu
suất
THF 1,5 eq 100 W 50-60 oC 1h 87%
THF 1,2 eq 100 W 50-60 oC 1h 87%
THF 1 eq 100 W 50-60 oC 1h 80%
Sử dụng điều kiện phản ứng tương tự như quá trình tổng hợp BG24a,
các sản phẩm BG24b, BG25a – BG31a và BG25b – BG31b cũng được
tổng hợp. Hiệu suất phản ứng của các hợp chất này thu được trong
khoảng 64 – 95%.
Cấu trúc của các sản phẩm BG24a - BG31a, BG24b - BG31b,
đã được khẳng định bằng phân tích dữ liệu phổ MS và NMR. Chẳng hạn
đối với hợp chất BG24a, pic ion giả phân tử ở m/z 421 [M+Na]+ được
quan sát thấy trên phổ ESI-MS. Mặt khác, phổ 13C-NMR và DEPT của
BG24a cho tín hiệu của 20 nguyên tử cacbon trong đó có 2 nhóm
cacbonyl ở C 171,1 (C-1´), 170,5 (C-1), 1 nhóm methoxy ở C 59,8 (C-
12), 2 nhóm metin sp2, 3 nhóm methylene, 5 nhóm metin sp3, 5 nhóm
methyl và 2 cacbon bậc 4.
12
Hình 3.12. Phổ 13C-NMR giãn rộng của hợp chất BG24a
Trên phổ 1H-NMR của BG24a xuất hiện tín hiệu của 5 nhóm
methyl ở H 1,03 (9H, s, Me-9,10,11), 1,47 (3H, s, Me-15), 1,49 (3H, s,
Me-16), 2 proton olefin ở H 5,77 (1H, dd, J = 0,5; 16,0 Hz, H-7), 5,55
(1H, dd, J = 7,0; 16,0 Hz, H-6) và 1 nhóm methoxy ở H 3,46 (3H, s).
Hơn nữa, tín hiệu của 1 nhóm NH được ghi nhận ở H 7,32 (1H, d, J =
5,5 Hz, NH-13), 1 nhóm metin ở H 4,33 (1H, m, H-2´), 1 nhóm
methylen liên kết với nitơ ở H 3,36 (3H, m, CH2-5´ và OH) v