Hoạt tính gây độc tế bào và kháng vi sinh vật kiểm định của một số dẫn xuất bengamide - Phi Thị Đào

Đầu tiên là tổng hợp chuỗi ketit 2 từ hợp chất α- D-Glucoheptonic γ-lacton(1) qua 5 phản ứng với hiệu suất tổng là 32,0 % [5]. Từ chất thương mại Dornithine (HCl) (3), hợp chất aminopiperidin (4) được chúng tôi tổng hợp dưới sự chiếu xạ của vi sóng trong etylen glycol, rồi bảo vệ nhóm amin bằng tác nhân anhydrit phtalic cho chất 5 với với hiệu suất tổng của 2 phản ứng đạt 28 % [6]. Tiếp theo là phản ứng alkyl hoá hợp chất 5 để gắn các nhóm alkyl vào vòng lactam cho hợp chất 6b-6c. Sau đó, loại nhóm bảo vệ bằng hydrazin thu được các dẫn xuất N-alkyl amino lactam tương ứng (7b-7c). Tiến hành gắn kết lần lượt chuỗi ketide (2) với các amino lactam (4 và 7b-7c) với tác nhân sodium 2-ethylhexanoate dưới sự chiếu xạ của vi sóng cho các hợp chất (8a-8d). Cuối cùng là loại nhóm bảo vệ trong môi trường axit TFA thu được các analog 9a-9d. Như vậy, sau khi nghiên cứu và thực hiện các phản ứng với các điều kiện và chất xúc tác khác nhau chúng tôi xây dựng được quy trình tổng hợp các analog 9a-9d từ 2 hợp chất thương mại Dglycero-D-glucoheptono-γ-lacton (1) và D-ornithine (HCl) (3) theo sơ đồ ở hình 1. Các hợp chất thu được trong quá trình phản ứng được xác định cấu trúc bằng phương pháp phổ khối lượng, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 và 2 chiều (xem chi tiết trong phần thực nghiệm). Cấu hình của các hợp chất trung gian được xác định bằng các phương pháp phổ và so sánh [α]D với tài liệu tham khảo. Phổ 1D-NMR và 2D-NMR của các analog 9a-9d rất giống nhau chỉ khác tín hiệu của các nhóm alkyl trên vòng laclam. Phổ 1H-NMR và 13C-NMR của hợp chất 9a cho tín hiệu của 3 nhóm metyl, 2 nhóm methin olefin, 4 nhóm oximethin, 1 nhóm methin với nitơ, 1 nhóm metylen liên kết với nitơ và 2 nhóm methylen, 1 nhóm carbonyl và 1 carbon bậc 4. Khác với chất 9a, trên phổ 1H-NMR và 13C-NMR của 9b có thêm tín hiệu của 6 nhóm metylen và 1 nhóm methin sp3, phổ của 9c có thêm tín hiệu của 1 nhóm methylen và 1 vòng benzen, phổ của 9d có thêm tín hiệu của 1 nhóm metylen, 2 nhóm methin olefin và 1 vòng benzen. Cả 4 hợp chất 9d-9d được đánh giá hoạt tính gây độc tế bào đối với 6 dòng tế bào ung thư (KB, LU-1, HepG-2, MCF-7, HL60, Hela). Kết quả cho thấy, hợp chất 9c và 9d thể hiện họat tính đối với cả 6 dòng tế bào ung thư thử nghiệm. Hợp chất 9a và 9b không thể hiện hoạt tính đối với cả 2 dòng tế bào ung thư HL60 và Hela. Hợp chất 9d thể hiện hoạt tính mạnh nhất đối với 3 dòng tế bào ung thư KB, Lu-1 và HepG2 với giá trị IC50 lần lượt là 1,7; 2,3 và 2,4 (bảng 1). Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật và nấm kiểm định (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enterica, Candida albicans) cho thấy 2 hợp chất 9c và 9d có hoạt tính trên cả 3 chủng Gram (+) thử nghiệm E. faecalis, S. aureu và B. cereus và chủng nấm C. albicans, trong đó hợp chất 9d có hoạt tính mạnh nhất đối với chủng B. cereus với giá trị nồng độ ức

pdf6 trang | Chia sẻ: honghp95 | Ngày: 01/12/2020 | Lượt xem: 9 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Hoạt tính gây độc tế bào và kháng vi sinh vật kiểm định của một số dẫn xuất bengamide - Phi Thị Đào, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tạp chí Hóa học, 55(3): 342-347, 2017 DOI: 10.15625/0866-7144.2017-00470 342 Hoạt tính gây độc tế bào và kháng vi sinh vật kiểm định của một số dẫn xuất bengamide Phí Thị Đào1,2, Đoàn Thị Mai Hương1, Vũ Văn Lợi1 1, Phạm Văn Cường1* 1Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Đến Toà soạn 9-3-2017; Chấp nhận đăng 26-6-2017 Abstract The bengamides comprise a family of marine natural products first isolated by Crews et al. from Jaspis sponges indigenous to the coral reefs that surround the Fiji islands. These fused ketide-amino acid derivatives are potent antiproliferative agents against both transformed and nontransformed cells. These interesting biological activities have made bengamides popular targets for synthesis and biological studies. Several syntheses of bengamides A, B, and E have been previously published. In this study, we synthesized 9a-9d from the commercial available D-ornithine (HCl) (3) and α-D-glucoheptonic γ-lactone using microwave irradiation assistance. Cytotoxic evaluation of the compounds 9a-9d against six cancer cell lines (KB, LU-1, HepG-2, MCF-7, HL60 and Hela) indicated that compounds 9d was more sensitive toward Lu-1, HepG2 and KB. Compounds 9c-9d were found to have antibacterial activity against E. faecalis, S. aureus, B. cereus and C. albicans with a MIC value of 4-256 µg/ml. Keywords. Bengamide, Jaspis sponge, cytotoxic activity, antimicrobial. 1. MỞ ĐẦU Bengamide E là một hợp chất tự nhiên biển được phân lập từ loài hải miên Jaspis [1]. Hợp chất này thể hiện hoạt tính chống ung thư rất tốt đối với dòng tế bào ung thư vú MDA-MB-435 với giá trị IC50 là 3,3 nM [2]. Trên thế giới, đã có một số công trình công bố về việc t của hợp chất này có hoạt tính chống ung thư rất đáng quan tâm [3,4]. Trước đây, chúng tôi đã công bố quy trình tổng hợp của hợp chất trung gian ketid (b) và amino lactam (4) và một số analog của bengamide [5-7]. Trong khuôn khổ bài báo này, chúng tôi trình bày kết quả tổng hợp 4 analog vòng 6 của bengamide E (9a-9d) và hoạt tính gây độc tế bào cũng như hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các analog tổng hợp được. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Thiết bị và nguyên liệu Điểm nóng chảy được đo trên máy MEL-TEM 3.0. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR được ghi trên máy Bruker Avance 500 MHz với TMS là chất chuẩn nội. Phổ khối lượng (HR-ESI-MS) được đo trên máy Agilent 6530 Accurate-Mass Q-TOF LC/MS. Độ quay cực được đo trên máy Polax-21 của hãng Atago. Sắc ký lớp mỏng (TLC) được thực hiện trên bản mỏng silica gel Merk 60 F254. Sắc kí cột được tiến hành với silica gel cỡ hạt 40- 63 μm và sephadex LH-20 (Aldrich). Các dòng tế bào ung thư của người và các chủng vi sinh vật kiểm định được cung cấp bởi Bảo tàng giống chuẩn Hoa Kỳ (ATCC). 2.2. Tổng hợp 2, 4 và 5 đã được trình bày trong công trình công bố [5, 6]. 6b-6d: Cho chất 5 (0,8 g; 3,28 mmol) và 8 ml DMSO vào trong bình phản ứng. Hút chân không, rồi sục khí nitơ vào bình phản ứng và làm lạnh xuống 0 οC. Sau 5 phút, cho từ từ 0,905 g K2CO3 (bromometyl)cyclohexane (1,37 ml), benzyl bromide (1,17 ml) hoặc cinnamyl bromide (1,46 ml). Sau 5 phút cho tiếp 0,544 g KI (1 eq) vào hỗn hợp phản ứng, nâng dần phản ứng lên nhiệt độ phòng trong 30 phút sau đó đun nóng ở nhiệt độ 50-60 o dừng phản ứng, làm lạnh hỗn hợp TCHH, 55(3), 2017 Phạm Văn Cường và cộng sự 343 sản phẩm xuống 0 o Na2SO4 n- 6b (hiệu suất phản ứng đạt 42 6c (hiệu suất phản ứng đạt 40 6d (hiệu suất phản ứng đạt 45 %). (R)-2-(1-(cyclohexylmethyl)-2-oxopiperidin-3-yl) isoindoline-1,3-dione (6b): Chất rắn màu trắng, ton/c 161-163 o C, [α]D 25 +13,2 (c 0,15 CHCl3), ESI-MS: m/z 341,1 [M+H] + (C20H25N2O3); 1 H-NMR (500 MHz; CDCl3) δH (ppm): 7,82-7,84 (2H, m); 7,70- 7,71 (2H; m); 4,78 (1H, dd, J = 6,0; 11,5 Hz); 3,55 (1H, m); 3,20-3,33 (3H; m); 2,45 (1H, m); 2,08 (2H, m); 1,98 (1H, m); 1,14-1,27 (4H; m); 0,95 (2H, m). 13 C-NMR (125 MHz, CDCl3) δC (ppm): 22,3 (CH2); 25,9 (CH2); 26,4 (CH2); 26,5 (CH2); 30,6 (CH2); 31,0 (CH2); 35,8 (CH); 48,8 (CH2); 49,9 (CH); 54,1 (CH2); 123,4 (2 x CH); 132,2 (2 x C); 133,9 (2 x CH); 166,1 (C=O); 167,9 (2 x C=O). (R)-2-(1-benzyl-2-oxopiperidin-3-yl)isoindoline- 1,3-dione (6c): Chất rắn màu trắng, ton/c150-152 o C, [α]D 25 +10,5 (c 0,16 CHCl3), ESI-MS: m/z 335,0 [M+H] + (C20H19N2O3). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH (ppm): 7,84-7,88 (2H, m); 7,70-7,72 (2H, m); 7,26-7,36 (5H, m); 4,84 (1H, dd, J = 6,5; 12,0 Hz); 4,72 (1H, d, J = 15,0 Hz); 4,56 (1H, d, J = 15,0 Hz); 3,42 (1H, dt, J = 4,5; 12,0 Hz); 3,26 (1H, m); 2,48 (1H, dq, J = 3,5; 12,0 Hz); 2,11 (1H, m); 1,92-2,05 (2H, m). (R,E)-2-(1-cinnamyl-2-oxopiperidin-3-yl) isoindo line -1,3-dione (6d): Chất rắn màu trắng, ton/c 138- 139 oC, [α]D 25 +11,2 (c 0,17 CHCl3), ESI-MS: m/z 361,1 [M+H] + (C22H21N2O3). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH (ppm): 7,84 (2H, m); 7,71 (2H, m); 7,41 (2H, d, J = 7,5 Hz); 7,35 (2H, t, J = 7,0 Hz); 7,26 (1H, t, J = 8,0 Hz); 6,57 (1H, d, J = 15,5 Hz); 6,18 (1H, dt, J = 6,5; 16,0 Hz, 1H); 4,82 (1H, dd, J = 6,0; 11,5 Hz); 4,19 (2H, m); 3,55 (1H, dt, J = 4,5; 12,0 Hz); 3,37 (1H, m); 2,49 (1H, m); 2,13 (2H, m); 1,98 (1H, m). 13 C-NMR (125 MHz; CDCl3) δC (ppm): 22,1 (CH2); 26,5 (CH2); 47,3 (CH2); 49,5 (CH2); 49,9 (CH); 123,4 (2 x CH); 123,9 (CH); 126,5 (2 x CH); 127,7 (CH); 128,6 (2 x CH); 132,2 (2 x C); 133,1 (CH); 134,0 (2 x CH); 136,6 (C); 166,1 (C=O); 167,9 (2 x C=O). 7b-7d: Cho chất 6b-6d (500 mg) và 4 ml acetonitril vào trong bình phản ứng sau đó cho thêm 10 eq dung dịch hydrazin 35 %. Hỗn hợp phản ứng được khuấy trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ 2SO4 dung môi CH2Cl2 7b %), 208 mg s 7c (hiệu suất phản ứng đạt 68 7d (hiệu suất phản ứng đạt 67 %). (R)-3-amino-1-(cyclohexylmethyl)piperidin-2-one (7b): , [α]D 25 +12,2 (c 0,2 CHCl3), ESI-MS: m/z 211,0 [M+H] + (C12H23N2O). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH (ppm): 3,25-3,33 (4H, m); 3,06 (1H, dd, J = 7,5; 13,5 Hz); 2,19 (1H, m); 1,90 (1H, m); 1,84 (3H, m); 1,70 (2H, m); 1,65 (4H, m); 1,54-1,58 (1H, m); 1,12-1,21 (3H, m); 0,95 (2H, m). (R)-3-amino-1-benzylpiperidin-2-one (7c) ; [α]D 25 +15,2 (c 0,15 CHCl3), ESI-MS: m/z 205,0 [M+H] + (C12H17N2O). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7,23-7,33 (5H; m); 4,68 (1H, d, J = 14,5 Hz); 4,46 (1H, d, J = 14,5 Hz); 3,42 (1H, m); 3,22 (2H, m); 2,20 (1H, m); 1,85 (1H, m); 1,80 (1H, m); 1,62 (1H, m). (R)-3-amino-1-cinnamylpiperidin-2-one (7d): ; [α]D 25 +13,6 (c 0,2 CHCl3), ESI-MS: m/z 231,0 [M+H] + (C14H19N2O). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH (ppm): 7,36 (2H, d, J = 7,0 Hz); 7,31 (2H, d, J = 7,0 Hz); 7,24 (1H, m); 6,50 (1H, d, J = 16,0 Hz); 6,15 (1H, dt, J = 6,5; 16,0 Hz); 4,20 (1H, m); 4,07 (1H, dd, J = 7,0; 15,0 Hz); 3,38 (1H, m); 3,30 (2H, m); 2,25 (1H, m); 1,80-1,95 (3H, m); 1,61 (1H, m); 1,31 (1H, m). 13 C-NMR (125MHz; CDCl3) δC (ppm): 21,3 (CH2); 29,7 (CH2); 47,6 (CH2); 49,2 (CH2); 51,9 (CH); 124,1 (CH); 126,4 (2 x CH); 128,3 (CH); 128,4 (CH); 128,6 (2 x CH); 133,3 (CH); 136,5 (C); 172,5 (C=O). 8a-8d: Cho lần lượt 50 mg chất 2 (0,176 mmol) và 0,5 ml THF khan vào trong bình phản ứng sau đó cho thêm 44 mg tác nhân sodium-2 etylhexanoat (0,264 mmol, 1,5eq), 5eq chất (R)-3-aminopiperidin-2-one (4) (100 mg) hoặc 5eq chất 7b-7d. Hỗn hợp phản ứng được chiếu xạ trong lò vi sóng gia dụng ở công suất 100W trong 60 phút thì phản ứng kết thúc. Hỗn hợp sản phẩm được quay cất chân không dưới áp suất giảm để loại bỏ dung môi thu được cặn thô. Cặn thô được tinh chế trên cột silica gel với hệ dung môi TCHH, 55(3), 2017 Hoạt tính gây độc tế bào và kháng vi 344 CH2Cl2/MeOH (9,5/0,5; v/v) thu được 57 mg sản phẩm 8a (hiệu suất của phản ứng đạt 82 %), 65 mg sản phẩm 8b ( hiệu suất của phản ứng đạt 75 %), 70 mg sản phẩm 8c (hiệu suất của phản ứng đạt 82 %), 70 mg sản phẩm 8d (hiệu suất của phản ứng đạt 78 %). (2R)-2-((4R,6R)-6-((E)-3,3-dimethylbut-1-en-1- yl)-5-hydroxy-2,2-dimetyl-1,3-dioxan-4-yl)-2- methoxy-N-((R)-2-oxopiperidin-3-yl)acetamide (8a): Tinh thể vô định hình màu trắng [α]D25 = +22,4 (c 1,0 CHCl3), ESI-MS: m/z 421,31 [M+Na] + (C20H34N2O6Na). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH (ppm): 7,12 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-14); 5,76 (1H, d, J = 16,0 Hz, H-7); 5,53 (1H, dd, J = 7,0; 16,0 Hz, H- 6); 4,38 (1H, m, H-2’); 4,27 (1H, d, J = 7,0 Hz, H- 5); 4,10 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-3); 3,88 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-2); 3,55 (1H, d, J = 9,0 Hz, H-4); 3,49 (3H, s, H-13); 3,36 (2H, m, H-5’); 2,55 (1H, m, H- 3’a); 1,95 (2H, m, H-4’); 1,56 (1H, m, H-3’b); 1,48 (3H, s, H-11); 1,47 (3H, s, H-12); 1,02 (9H, s, H-9). 13 C- NMR (CDCl3, 125 MHz) δC (ppm): 19,1 (C-12); 21,1 (C-4’); 27,2 (C-3’); 29,4 (C-9); 29,7 (C-11); 33,1 (C-8); 41,8 (C-5’); 50,2 (C-2’); 60,0 (C-13); 66,0 (C-4); 73,3 (C-3); 74,6 (C-5); 81,4 (C-2); 99,7 (C-10); 121,7 (C-6); 145,3 (C-7); 170,5 (C-1); 171,2 (C-1’). (2R)-N-((R)-1-(cyclohexylmetyl)-2-oxopiperidin -3-yl)-2-((4R,6R)-6-((E)-3,3-dimetylbut-1-en-1-yl)- 5-hydroxy-2;2-dimetyl-1;3-dioxan-4-yl)-2- metoxyaxetamid (8b , t o n/c: 170-173 o C, [α]D 25 +23,1 (c 1,1 CHCl3), ESI-MS: m/z 517,42 [M+Na] + (C27H46N2O6Na), 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH (ppm): 7,21 (1H, d, J = 6,0 Hz, NH-13); 5,76 (1H, d, J = 16,0 Hz, H-7); 5,53 (1H, dd, J = 7,0; 16,0 Hz, H-6); 4,32 (1H, m, H-2’); 4,25 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-5); 4,09 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-3); 3,86 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-2); 3,55 (1H, br. s, H-4); 3,47 (3H, s, OMe-12); 3,35 (2H, m, Ha- 1’’, Ha-5’); 3,26 (1H, m, Hb-5’); 3,05 (1H, dd, J = 7,0; 13,5 Hz, Hb-1’’); 2,56 (1H, m, Ha-3’); 1,91 (2H, m, CH2-4’); 1,72 (2H, m, Ha-4’’, Ha-6’’); 1,67 (2H, m, CH2-5’’); 1,65 (3H, m, H-2’’, Ha-3’’, Ha-7’’); 1,51 (1H, m, Hb-3’); 1,47 (3H, s, Me-15), 1,46 (3H, s, Me-16); 1,19 (2H, m, Hb-4’’, Hb-6’’); 1,02 (9H, s, Me-9, 10, 11); 0,95 (2H, m, Hb-3’’, Hb-7’’). 13 C- NMR (125 MHz, CDCl3) δC (ppm): 19,1 (C-16); 20,1 (C-4’); 25,8 (C-4’’, 6’’); 26,4 (C-5’’); 26,6 (C- 3’); 29,4 (C-9, 10, 11); 29,6 (C-15); 30,8 (C-3’’, 7’’); 33,1 (C-8); 36,1 (C-2’’); 47,4 (C-5’); 50,4 (C- 2’); 53,7 (C-1’’); 59,3 (C-12); 66,0 (C-4); 73,2 (C- 3); 74,6 (C-5); 81,3 (C-2); 99,7 (C-14); 121,6 (C-6); 145,2 (C-7); 169,4 (C-1’); 170,2 (C-1). (2R)-N-((R)-1-benzyl-2-oxopiperidin-3-yl)-2- ((4R,6R)-6-((E)-3,3-dimetylbut-1-en-1-yl)-5- hydroxy-2,2-dimetyl-1,3-dioxan-4-yl)-2- methoxyacetamide (8c , [α]D 25 +15,4 (c 0,7 CHCl3), ESI-MS: m/z 489 [M+H] + (C27H41N2O6), 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH (ppm): 7,23-7,35 (5H, m, Ph); 5,78 (1H, d, J = 15,5 Hz, H-7); 5,54 (1H, dd, J = 7,0; 15,5 Hz, H-6); 4,64 (1H, d, J = 14,5 Hz, Ha-1’’); 4,55 (1H, d, J = 14,5 Hz, Hb-1’’); 4,40 (1H, m, H-2’); 4,27 (1H, br, d, J = 7,0 Hz, H-5); 4,12 (1H, br, d, J = 6,5 Hz, H-3); 3,89 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-2); 3,57 (1H, br. s, H-4); 3,50 (3H, s, OMe-12), 3,24 (2H, m, CH2-5’), 2,53 (1H, m, Ha-3’), 1,89 (2H, m, CH2-4’), 1,58 (1H, m, Hb- 3’); 1,49 (3H, s, Me-15); 1,47 (3H, s, Me-16); 1,03 (9H, s, Me-9, 10, 11). 13 C-NMR (125 MHz, CDCl3) δC (ppm): 19,1 (C-12); 20,9 (C-5’); 27,1 (C-3’); 29,4 (C-9, 10, 11); 29,7 (C-15); 33,1 (C-8); 46,4 (C-5’); 50,6 (C-1’’); 50,7 (C-2’); 59,3 (C-12); 66,1 (C-4); 73,2 (C-3); 74,6 (C-5); 81,4 (C-2); 99,7 (C-14); 121,7 (C-6); 127,6 (C-5’’); 128,1 (C-3’’, 7’’); 128,7 (C-4’’, 6’’); 136,7 (C-2’’); 145,3 (C-7); 169,3 (C- 1’); 170,3 (C-1). (2R)-N-((R)-1-cinnamyl-2-oxopiperidin-3-yl)-2- ((4R,6R)-6-((E)-3,3-dimetylbut-1-en-1-yl)-5- hydroxy-2;2-dimetyl-1,3-dioxan-4-yl)-2-metho xyacetamide (8d n/c 149-156 o C, [α]D 25 +15,2 (c 1,2 CHCl3), ESI-MS: m/z 515 [M+H] + (C29H43N2O6). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH (ppm): 7,47 (1H, d, J = 6,0 Hz, NH-13); 7,36 (2H, d, J = 7,5 Hz, H-5’’, 9’’); 7,31 (2H, t, J = 7,5 Hz, H-6’’, 8’’); 7,20 (1H, m, H-7’’); 6,52 (1H, d, J = 16,0 Hz, H-3’’); 6,14 (1H, dd, J = 6,5; 16,0 Hz, H-2’’); 5,76 (1H, d, J = 16,0 Hz, H-7); 5,54 (1H, dd, J = 7,0; 16,0 Hz, H-6); 4,38 (1H, m, H-2’); 4,27 (1H, br. d, J = 7,0 Hz, H-5); 4,19 (1H, dd, J = 6,5; 15,0 Hz , Ha-1’’); 4,12 (2H, m, Hb-1’’, H-3); 3,88 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-2); 3,56 (1H, br. s, H-4); 3,49 (3H, s, OMe-12); 3,34 (2H, m, CH2-5’); 2,54 (1H, m, Ha-3’); 1,93 (2H, m, CH2-4’); 1,58 (1H, m, Hb-3’); 1,48 (3H, s, Me-15); 1,47 (3H, s, Me-16); 1,03 (9H, s, Me-9, 10, 11). 13 C-NMR (125 MHz, CDCl3) δC (ppm): 19,1 (C-16); 20,9 (C-5’); 27,1 (C- 4’); 29,4 (C-9, 10, 11); 29,7 (C -15); 33,1 (C-8); 46,5 (C-5’); 49,3 (C-1’’); 50,7 (C-2’); 59,3 (C-12); 66,1 (C-4); 73,2 (C-3); 74,6 (C-5); 81,5 (C-2); 99,7 (C-14); 121,7 (C-6); 123,7 (C-2’’); 126,4 (C-5’’, 9’’); 127,9 (C-7’’); 128,6 (C-6’’, 8’’); 133,5 (C-3’’); 136,3 (C-4’’); 145,3 (C-7); 169,0 (C-1’); 170,3 (C-1). chất 9a-9d: Cho 10 mg chất (8a- 8d) hòa tan trong 0,15 ml dung môi THF o C sau đó nhỏ TCHH, 55(3), 2017 Phạm Văn Cường và cộng sự 345 từ từ vào bình phản ứng. Phản ứng được khuấy ở 0 o LH-20 với dung môi MeOH sau đó lại tinh chế tiếp bằng bản mỏng silica gel điều chế với hệ dung môi CH2Cl2/MeOH tỷ lệ 3-5 analog của bengamide tương ứng (9a-9d). Hiệu suất phản ứng đạt từ 31-62 %. (2R,3R,5R,E)-N-((S)-1-(cyclohexylmetyl)-2-oxopi peridin-3-yl)-3,4,5-trihydroxy-2-metoxy-8,8- dimetylnon-6-enamit (9a): , [α]D 25 +40,4 (c 0,24 CHCl3); HR-ESIMS: m/z [M+Na] + 381,2009 (Tính toán lý thuyết cho công thức phân tử C17H30N2O6Na m/z 381,2002). 1 H NMR (500 MHz, CDCl3): 7,71 (1H, d, J = 7,5 Hz, NH-13); 6,65 (1H, br. s, NH-6’); 5,80 (1H, d, J = 16,0 Hz, H-7); 5,41 (1H, dd, J = 7,0; 16,0 Hz, H-6); 4,42 (1H, m, H-2’); 4,21 (1H, t, J = 7,0 Hz, H-5); 3,90 (1H, br. d, J = 5,5 Hz, H-3); 3,80 (1H, d, J = 6,0 Hz, H-2); 3,66 (1H, br. d, J = 5,5 Hz, H-4); 3,45 (3H, s, OMe-12); 3,35 (2H, m, CH2-5’); 2,31(1H, m, Ha-3’); 1,97 (2H, m, CH2-4’); 1,82 (1H, m, Hb-3’); 1,02 (9H, s, Me-9, 10, 11). 13 C NMR (CDCl3, 125 MHz): 21,3 (C-4’); 27,1 (C-3’); 29,4 (C-9, 10, 11); 33,0 (C-8); 41,9 (C-5’); 49,7 (C-2’); 59,1 (C-12); 72,2 (C-3); 72,8 (C-4); 74,3 (C-5); 82,5 (C-2); 123,4 (C-6); 145,7 (C-7); 171,5 (C-1’), 172,8 (C-1). (2R,3R,5R,E)-N-((R)-1-(cyclohexylmethyl)-2-oxo piperidin-3-yl)-3,4,5-trihydroxy-2-methoxy-8,8- dimethylnon-6-enamide (9b) [α]D 25 +40,5 (c 0,2 CHCl3); HR-ESIMS: m/z [M+Na] + 477,2940 (Tính toán lý thuyết cho công thức phân tử C24H42N2O6Na m/z 477,2941). 1 H- NMR (500 MHz, CDCl3): 7,50 (1H, d, J = 6,5 Hz, NH-13); 5,83 (1H, d, J = 16,0 Hz, H-7); 5,42 (1H, dd, J = 7,0, 16,0 Hz, H-6); 4,33 (1H, m, H-2’); 4,24 (1H, dd, J = 5,5; 6,5 Hz, H-5); 3,85 (1H, dd, J = 1,0; 7,0 Hz, H-3); 3,80 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-2); 3,62 (1H, br. d, J = 4,0 Hz, H-4); 3,50 (3H, s, OMe-12); 3,41 (1H, dd, J = 7,0; 13,5 Hz, Ha-1’’); 3,35 (1H, m, Ha-5’); 3,29 (1H, m, Hb-5’); 3,02 (1H, dd, J = 7,0; 13,5 Hz, Hb-1’’); 2,48 (1H, m, Ha-3’); 1,94 (2H, m, CH2-4’); 1,72 (2H, m, Ha-4’’, Ha-6’’); 1,64 (6H, m, Hb-3’, CH2-5’’, Ha-3’’, Ha-7’’, H-2’’); 1,21 (2H, m, Hb-4’’, Hb-6’’); 1,03 (9H, s, Me-9, 10, 11); 0,95 (2H, m, Hb-3’’, Hb-7’’). 13 C-NMR (125 MHz, CDCl3): 21,0 (C-4’); 25,8 (C-4’’, C-6’’); 26,3 (C-5’’); 26,6 (C-3’); 29,4 (C-9,10,11); 30,8 (C-3’’, C-7’’); 33,0 (C-8); 36,0 (C-2’’); 47,6 (C-5’); 50,2 (C-2’); 53,8 (C-1’’); 59,7 (OMe-12); 72,5 (C-4); 72,8 (C-3); 74,4 (C-5); 81,3 (C-2); 123,3 (C-6); 145,6 (C-7); 169,1 (C-1’); 173,1 (C-1). (2R,3R,5R,E)-N-((R)-1-benzyl-2-oxopiperidin-3- yl)-3,4,5-trihydroxy-2-methoxy-8,8-dimethyln on-6-enamide (9c) [α]D 25 +26,4 (c 0,5 CHCl3); HR-ESIMS: m/z [M+Na] + 471,2479 (Tính toán lý thuyết cho công thức phân tử C24H36N2O6Na m/z 471,2471). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7,52 (1H, d, J = 7,0 Hz, NH-13); 7,23-7,35 (5H, m, Ph); 5,84 (1H, d, J = 16,0 Hz, H-7); 5,43 (1H, dd, J = 7,0; 16,0 Hz, H-6); 4,67 (1H, d, J = 14,5 Hz, Ha-1’’); 4,50 (1H, d, J = 14,5 Hz, Hb-1’’); 4,41 (1H, m, H-2’); 4,24 (1H, dd, J = 6,0; 6,5 Hz, H-5); 3,88 (1H, dd, J = 1,5; 6,5 Hz, H-3); 3,83 (1H, dd, J = 6,5, H-2); 3,65 (1H, dd, J = 1,5; 6,0 Hz, H-4); 3,52 (3H, s, OMe-12); 3,26 (2H, m, CH2-5’); 2,44 (1H, m, Ha-3’); 1,90 (2H, m, CH2-4’); 1,72 (1H, m, Hb- 3’); 1,03 (9H, s, Me-9, 10, 11). 13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 21,0 (C-4’); 27,0 (C-3’); 29,5 (C-9,10,11); 33,0 (C-8); 46,5 (C-5’); 50,6 (C-2’); 50,7 (C-1’’); 59,6 (C-12); 72,6 (C-4); 72,7 (C-3); 74,4 (C-5); 81,6 (C-2); 123,3 (C-6); 127,7 (C-5’’); 128,1 (C-3’’, C-7’’); 128,8 (C- 4’’, C-6’’); 136,4 (C-2’’); 145,6 (C-7); 169,1 (C-1’); 173,1 (C-1). (2R,3R,5R,E)-N-((R)-1-cinnamyl-2-oxopiperidin- 3-yl)-3,4,5-trihydroxy-2-methoxy-8,8-dimetyl non-6-enamide (9d): [α]D 25 +49,3 (c 0,4 CHCl3); HR-ESIMS: m/z [M+Na] + 497,2620 (Tính toán lý thuyết cho công thức phân tử C26H38N2O6Na m/z 497,2628). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7,41 (1H, d, J = 7,0 Hz, NH-13); 7,29 (2H, d, J = 7,0 Hz, H-5’’, H-9’’); 7,25 (2H, d, J = 7,0 Hz, H-6’’, H-8’’); 7,18 (1H, m, H-7’’); 6,46 (1H, d, J = 16,0 Hz, H-3’’); 6,06 (1H, dt, J = 6,5; 16,0 Hz, H- 2’’); 5,77 (1H, d, J = 15,5 Hz, H-7); 5,36 (1H, dd, J = 7,0; 15,5 Hz, H-6); 4,23 (1H, m, H-2’); 4,19 (1H, dd, J = 5,5; 6,5 Hz, H-5); 4,14 (1H, dd, J = 6,5; 14,5 Hz, Ha-1’’); 4,03 (1H, dd, J = 6,5; 14,5 Hz, Hb-1’’); 3,81 (1H, dd, J = 1,0; 6,5 Hz, H-3); 3,75 (1H, d, J = 6,5 Hz, H-2); 3,57 (1H, br. d, J = 5,0 Hz, H-4); 3,44 (3H, s, OMe-12); 3,29 (2H, m, H-5’); 2,39 (1H, m, Ha-3’); 1,90 (2H, m, CH2-4’); 1,63 (1H, m, Hb-3’); 0,96 (9H, s, Me-9,10,11). 13 C-NMR (125 MHz, CDCl3): 21,1 (C-4’); 27,1 (C-3’); 29,4 (C-9,10,11); 33,0 (C-8); 46,6 (C-5’); 49,5 (C-1’’); 50,5 (C-2’); 59,6 (C-12); 72,6 (C-4); 72,7 (C-3); 74,4 (C-5); 81,6 (C-2); 123,3 (C-6); 123,4 (C-2’’); 126,5 (C-5’’, 9’’); 127,9 (C-7’’); 128,6 (C-6’’, 8’’); 133,8 (C-3’’); 136,3 (C-4’’); 145,6 (C-7); 168,8 (C-1’); 173,1 (C-1). 2.3. Phương pháp thử hoạt tính sinh học Hoạt tính gây độc tế bào được thực hiện dựa trên phương pháp MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl )-2,5 TCHH, 55(3), 2017 Hoạt tính gây độc tế bào và kháng vi 346 - diphenyltetrazolium) được mô tả lần đầu tiên bởi tác giả Tim Mosman, 1983 [8]. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định dựa trên phương pháp hệ nồng độ trên môi trường lỏng [9]. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Dẫn xuất của bengamide E được tổng hợp qua 8 bước chia thành 3 phần chính. Đầu tiên là tổng hợp chuỗi ketit (2) từ hợp chất thương mại α-D-glucoheptonic γ-lactone (1), sau đó tổng hợp các N-alkyl amino lactam đi từ chất thương mại là D-ornithine (HCl) (3) và cuối cùng là việc gắn kết các N-alkyl amino lactam và chuỗi ketit (2) rồi loại nhóm bảo vệ để thu được dẫn xuất bengamide (9a-9d). Hình 1: Sơ đồ tổng hợp các analog của bengamide (a) bromomethylcyclohexane, benzyl bromide hoặc cinnamyl bromide, K2CO3, KOH, KI, DMSO, 0 - 60 o C, 23 h, 40-55 %; (b) hydrazine 35 %, acetonitrile, rt, 2 h, 67-92 %; (c) sodium 2-etyl hexanoat, THF, MW 100 W (60 min), 64-95 %; (d) TFA, H2O, THF, 0 o C, 1 h, 31-69 % Đầu tiên là tổng hợp chuỗi ketit 2 từ hợp chất α- D-Glucoheptonic γ-lacton(1) qua 5 phản ứng với hiệu suất tổng là 32,0 % [5]. Từ chất thương mại D- ornithine (HCl) (3), hợp chất aminopiperidin (4) được chúng tôi tổng hợp dưới sự chiếu xạ của vi sóng trong etylen glycol, rồi bảo vệ nhóm amin bằng tác nhân anhydrit phtalic cho chất 5 với với hiệu suất tổng của 2 phản ứng đạt 28 % [6]. Tiếp theo là phản ứng alkyl hoá hợp chất 5 để gắn các nhóm alkyl vào vòng lactam cho hợp chất 6b-6c. Sau đó, loại nhóm bảo vệ bằng hydrazin thu được các dẫn xuất N-alkyl amino lactam tương ứng (7b-7c). Tiến hành gắn kết lần lượt chuỗi ketide (2) với các amino lactam (4 và 7b-7c) với tác nhân sodium 2-ethylhexanoate dưới sự chiếu xạ của vi sóng cho các hợp chất (8a-8d). Cuối cùng là loại nhóm bảo vệ trong môi trường axit TFA thu được các analog 9a-9d. Như vậy, sau khi nghiên cứu và thực hiện các phản ứng với các điều kiện và chất xúc tác khác nhau chúng tôi xây dựng được quy trình tổng hợp các analog 9a-9d từ 2 hợp chất thương mại D- glycero-D-glucoheptono-γ-lacton (1) và D-ornithine (HCl) (3) theo sơ đồ ở hình 1. Các hợp chất thu được trong quá trình phản ứng được xác định cấu trúc bằng phương pháp phổ khối lượng, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 và 2 chiều (xem chi tiết trong phần thực nghiệm). Cấu hình của các hợp chất trung gian được xác định bằng các phương pháp phổ và so sánh [α]D với tài liệu tham khảo. Phổ 1D-NMR và 2D-NMR của các analog 9a-9d rất giống nhau chỉ khác tín hiệu của các nhóm alkyl trên vòng laclam. Phổ 1H-NMR và 13C-NMR của hợp chất 9a cho tín hiệu của 3 nhóm metyl, 2 nhóm methin olefin, 4 nhóm oximethin, 1 nhóm methin với nitơ, 1 nhóm metylen liên kết với nitơ và 2 nhóm methylen, 1 nhóm carbonyl và 1 carbon bậc 4. Khác với chất 9a, trên phổ 1H-NMR và 13C-NMR của 9b có thêm tín hiệu của 6 nhóm metylen và 1 nhóm methin sp 3 , phổ của 9c có thêm tín hiệu của 1 nhóm methylen và 1 vòng benzen, phổ của 9d có thêm tín hiệu của 1 nhóm metylen, 2 nhóm methin olefin và 1 vòng benzen. Cả 4 hợp chất 9d-9d được đánh giá hoạt tính gây độc tế bào đối với 6 dòng tế bào ung thư (KB, LU-1, HepG-2, MCF-7, HL60, Hela). Kết quả cho thấy, hợp chất 9c và 9d thể hiện họat tính đối với cả 6 dòng tế bào ung thư thử nghiệm. Hợp chất 9a và 9b không thể hiện hoạt tính đối với cả 2 dòng tế bào ung thư HL60 và Hela. Hợp chất 9d thể hiện hoạt tính mạnh nhất đối với 3 dòng tế bào ung thư KB, Lu-1 và HepG2 với giá trị IC50 lần lượt là 1,7; 2,3 và 2,4 (bảng 1). Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật và nấm kiểm định (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enterica, Candida albicans) cho thấy 2 hợp chất 9c và 9d có hoạt tính trên cả 3 chủng Gram (+) thử nghiệm E. faecalis, S. aureu và B. cereus và chủng nấm C. albicans, trong đó hợp chất 9d có hoạt tính mạnh nhất đối với chủng B. cereus với giá trị nồng độ ức TCHH, 55(3), 2017 Phạm Văn Cường và cộng sự 347 chế tối thiểu MIC = 4 µg/ml (bảng 2). Bảng 1: Hoạt tính gây độc tế bào của 4 analog 9a-9d TT Tên chất IC50 (µM) KB LU1 HepG2 MCF7 HL60 Hela 1 9a 11,1 2,6 22,0 >50 >50 >50 2 9b 2,4 2,6 6,6 8,8 >50 >50 3 9c 4,4 2,7 12,0 20,4 29,0 19,7 4 9d 1,7 2,3 2,4 15,1 21,5 16,1 Ellipticine 0,3 0,3 0,4 0,6 0,5 0,4 Bảng 2: Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của 4 analog 9a-9d TT Tên chất Gram (+) MIC (µg/ml) Gram (-) MIC (µg/ml) Nấm men E. faecalis S. aureus B. cereus E. coli P. aeruginosa S. enterica C. albicans 1 9a - - - - - - - 2 9b - - - - - - - 3 9c 128 256 32 - - - 256 4 9d 32 64 4 - - - 64 5 S 256 256 128 32 256 128 - 6 T 4 16 64 8 256 256 - 7 K 128 4 8 128 64 16 - 8 C - - - - - - 32 Chất đối chứng dương: S: Steptomycin, T: Tetramycin, K: Kanamycin, C: Cyclohexamide. Lời cảm ơn. Công trình này được thực hiện trong khuôn khổ đề tài Nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng Mã số ĐT. NCCB-ĐHƯD.2012-G/05. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. E. Quinoa, M. Adamczeski, P. Crews. Bengamides, heterocyclic anthelminthics from a Jaspidae marine sponge, J. Org. Chem., 51, 4497-4498 (1986). 2. Zia T., Frederick R. Kinder, Kenneth W. Bair, John Bontempo, Ania M. C., Richard W. V., Penny E. P., Miranda L. S., Sompong W., and Phillip C. Bengamides Revisited: New Structures and Antitumor Studies, J. Org. Chem., 66, 1733-1741 (2001). 3. C. A. Broka and J. Ehrler. Enantioselective total syntheses of bengamides B and E., Tetrahedron Lett., 32, 5907-5910 (1991). 4. F. Sarabia and A. S. Ruiz. Total synthesis of bengamide E and analogues by modification at C-2 and at terminal olefinic positions, J. Org. Chem., 70, 9514-9520 (2005). 5. P. T. Đào, Đ. T. M. Hương, V. V. Lợi, L. T. Phương C. V. Minh, P. V. Cường. 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, 53(2e), 154-157 (2015). 6. P. T. Đào, Đ. T. M. Hương, V. V. Lợi, C. V. Minh, P. V. Cường. Microwave-assisted synthesis of lactams from amino acids, Vietnam Journal of Chemistry, 53(2e), 198-201 (2015). 7. P. T. Đào, Đ. T. M. Hương, V. V. Lợi, C. V. Minh, P. V. 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-dimethyl-n-((S)-2- oxoazepan-3-yl)non-6-enamide, Vietnam Journal of Chemistry., 54(6e2), 62-65 (2016). 8. T. Mosmann. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol Methods, 65(1-2), 55-63 (1983). 9. D. A. Vanden Berghe, A. J. Vlietinck. Screening methods for antibacterial and antiviral agents from higher plants, in Hostettmann K. (ed), Methods in plant biochemistry, Assays for bioactivity, Academic Press, 6, 47-69 (1991). Liên hệ: Phạm Văn Cường Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Nhà B1, Số 18, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội E-mail: phamvc@imbc.vast.vn.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf10533_38468_2_pb_9807_2090082.pdf
Tài liệu liên quan