VINACHEM

Trương Đình Thạc, Trương Thanh Nga, Phạm Ngọc Hà, Nguyễn Văn Chính,
Đặng Thuý Hạnh, JP. Bégué¹

¹CNRS -Cộng hoà Pháp

Summary.

Synthesis and antimalarial activities of fluuorinated artemisin derivatives.

The carbonyl group in artemisin were converted in to fluorinated artemisin derivatives 12-atrifluoromethylartemisinin (8) was selectively prepared from the reaction of 1 with TMSCF3 in good yields. Theaconfiguration of CF3 substituent was established by NMR experiments. Compound [8] exhibits a better antimalarial activity against Plasmodiunl Vinckei in mice, than (1) and (2).

I. MỞ ĐẦU

1 . Ký sinh trùng sốt rét P. falciparum kháng lại nhiều loại thuốc hiện đang trở thành vấn đề ngày càng trầm trọng. Đó là nguyên nhân làm cho bệnh sốt rét hoành hành trờ lại và gây tử vong cho hàng triệu người trên thế giới.

Trong tình hình như vậy, artemisin (1) và các dẫn xuất của nó như: arteethe (2), artesunat (3), artelinat (4) xuất hiện kịp thời và đã đóng góp đáng kể vào điều trị bệnh sốt rét. [1]

Artemisin được chiết từ cây thanh hao hoa vàng (Qing hao su) loại cây đã từng sử dụng chữa bệnh sốt rét từ xa xưa ở Trung quốc và Việt nam.

2. Sơ lược về cơ chế tác dụng của artemisin

Artemisinin tích tụ lại trong nội hồng huyết cầu của ký sinh trùng. Sự tác dụng của Artemisinin và dẫn xuất diệt ký sinh trùng xây ra theo cơ chế gốc tự do, giai đoạn khơi mào là phản ứng khử gốc bởi heme được sinh ra do ký sinh trùng đồng hoá hemoglobin của tế bào chủ. Theo sơ đồ I , cầu peroxit đối của Artemisinin bị Fe²⁺ của heme khơi mào tạo thành gốc oxyl (5) , từ đó được chuyển thành cacbon trung tâm (6) bằng chuyển vị hydro nội phân tử 1,5. Sự chuyển vị 1 ,5 trong quá trình khử peoxit là khá thuận lợi vì chỉ đòi hỏi trạng thái chuyển tiếp thiết lập sự quay của liên kết dợn C-C khá đơn giản. Có thể gốc cacbon trung tâm đó là tác nhân tiêu diệt ký sinh trùng. Sự cắt liên kết C-OFe³⁺trong gốc (5) sinh ra dạng oxo-sắt và chính các gốc đó cũng có hoạt tính chống sốt rét tốt.

Tuy nhiên, artemisinin tồn tại một số nhược điểm cơ bản:

- Tính chất sinh học sẵn có khi uống rất kém ngay cả với artesunat bởi vì thời gian bán phân huỷ trong dịch tương ngắn[3]; khi sử dụng phải dùng liều cao mặc dù chúng ta chưa biết độ độc về lâu dài có ảnh hưởng ra sao và một nhược điểm lớn nữa là tỷ lệ tái phát rất cao[4].

- Giản đồ dược động học của artemisinin có độ nghiêng kém là hệ quả của hai quá trình chuyển hoá đặc hiệu: ôxy hoá và thuỷ phân thành các sản phẩm không hoạt tính. Vì lẽ đó, nhiều phòng thí nghiệm đã tổng hợp và bán tổng hợp [6,7] từ các chất dễ kiếm và rẻ tiền hơn artemisin, nghiên cứu các dẫn xuất mới của artemisin có giản đồ dược động học tốt hơn.

II. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:

Mục tiêu của chúng tôi là tổng hợp các dẫn xuất của Artemisinin có tính chất bền đối với quá trình chuyển hoá thành dihydroartemisinin ở gan, có độ tan tốt và bền vững khi uống xuất phát từ những dẫn xuất thế của flo ( Rf ) trong phân tử Artemisinin có những tính chất đặc biệt. Trên cơ sở đó, chúng tôi đề nghị bán tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống sốt rét của các hớp chất chứa flo (7), (8) và (9) của 12- desoxoartemisinin có hoạt tính chống sốt rét tốt in vi tro.

Đưa flo vào artemisin nhằm tăng hoạt tính của thuốc. Trước tiên, chúng tôi tập trung nghiên cứu bán tổng hợp hợp chất (8).

Phản ứng giữa nhóm cacbonyl >C=O của artemisin với trifluometylsilan (TMSCF3) khi có mặt axit Liuyt xây ra kém, tuy nhiên, khi được hoạt hoá bằng những điều kiện ái nhân thì phản ứng xây ra với hiệu xuất toàn lượng.

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Ảnh hưởng của xúc tác.

Khi cho artemisin tác dụng với 1,08 đương lượng TMSCF₃ trong THF với sự có mặt của tetrabutylamoniflorua (TBAF) ở nhiệt độ phòng trong 10 giờ, phản ứng triflometyl hoá xây ra với độ chọn lọc khá cao. Hiệu suất thu được 85 - 87%.

Điều đó cho thấy vai trò hoạt hoá liên kết SI-C bởi những điều kiện ái nhân F là vô cùng quan trọng.

2. Ảnh hưởng của các dung môi khác nhau đến hiệu xuất phản ứng:

Phản ứng được thực hiện trong điều kiện:

artemisin 282 mg (1 mmol.); TMSCF3 140 mg (1,08 mmol.); TBAF.3H₂O 4mg. Nhiệt độ 25-30^oC. 1,2 at. Thời gian 10 giờ.

Các dung môi khác nhau:

Sự khác nhau về hiệu suất khi ta nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi khác nhau là do ảnh hưởng của hiện tượng solvat hoá đối với tác nhân ái nhân.

3. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng..

Các điều kiện vẫn giữ nguyên như trên chỉ thay đổi nhiệt độ từ 20-50^oC

Khi nhiệt độ đạt tới điểm sôi của tác nhân phản ứng TMSCF3, hiệu suất thu được khá thấp,có nhiều sản phẩm phụ.

4. Ảnh hưởng của tỷ lệ tác nhân phản ứng.

Khi thay đổi tỷ lệ mol của các chất tham gia phản ứng trong khoảng đương lượng 10^-3 mol đến 1,1.10^-3mol TMSCF₃ , hiệu suất sản phẩm phản ứng không thay đổi bao nhiêu.

Tóm lại ,sau khi nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện đến quá trình phản ứng nhằm thu được hiệu suất của 12TFMDHA cao nhất chúng tôi thực hiện 3 mẻ phản ứng đạt hiệu suất 87-87,5%.

5. Phân tích sản phẩm.

- Phân tích bằng IR trên máy SHUMADHU dập viên với KBr, xuất hiện các đỉnh đặc trưng sau:

V(cm-1):V_-OH= 3500; V_-O-O-= 827,6 875,8; 1064,8cm^-1 VCF₃=1323,3; 1176,7

- Phân tích nguyên tố:

+Tính toán : C,54,54; H,6,58;O,22,73; F16,20

+Tìm được: C,53,69; H,6,69; O,22,99; F,16,58

- Nhiệt độ nóng chảy 117-118^oC,a_o²⁵=69,5^o(C=2,CH₂Cl₂)

- Phân tích ¹Hvà ¹³C,¹⁹F bằng máy HMQC, HMBC và thực hiện với COSY (Do phòng thí nghiệm của J.P.Bégúe thực hiện).

J_H-3ax,H-2ax=13,3Hz, J_H-3ax,H-2eq=4,07Hz,1H,H_-3ax)2,77 (d,J_OH,H-11=2.2Hz,1H,1OH), 2.84(qdd,J_H-11x,H-13=7.15Hz, J_H-11ax,H-7=5.3Hz,J_H-11ax,OH=2.2Hz,1_H,H-11ax),5.55(s,1H,H-5; ¹³CNMR(CDCl₃)d12.4(C-13),20.1(C-12),23.19(C-8),24.6(C-2),25.5(C-15,28.2(C-11,34.4(C-9),36.95(C-3),37.4(C-10),45.8(C-7),51.74(C-C),88.8(C-5),96.9(q,²J_C-F=31.OJHz,C- 12)104.37(C4),122.6(q,¹J_CF=282Hz,CF₃);¹⁹FNMR(CDCl₃,CFCl₃)-84.5(q,J_H-F=1.5Hz,CF₃);

Trên cơ sở phân tích cấu hình ở C₁₂ suy từ các số liệu thực nghiệm NMR:Sự có mặt đồng nhân giữa Proton O-H₁₂ và H₅ trong phổ NOE chỉ chỉ ra vị trí axial của chúng nên chúng gần kề về không gian. Vị trí nhóm -hydroxyl là axial. Vì có nhóm dị tố ¹⁹F, H làm tăng giá trị của hai tín hiệu H₁₁ và CH_3-11. Số liệu thực nghiệm NOE khẳng định nhóm CF₃ ở vị trí equatorial và là tranh đối với nhóm CH₃ . Từ những dữ liệu hoá học lập thể này tại vị trí C₁₂ nhóm hydroxyl được ấn định làb-OH.

IV. KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC:

Chúng tôi đã bán tổng hợp hợp chất (8) mang nhóm CF₃ở vị trí C₁₂

Thử in vitro(W-2) hợp chất (8) có hoạt tính chống sốt rét cao (2,6nM) hơn nhiều so với artemete ( 10nM) là hợp chất có tác dụng chống sốt rét cao trong số các dẫn xuất của artemisin bán tổng hợp được.

Điểm đáng chú ý là in vitro hoạt tính chống sốt rét cao, lại không thấy hiện tượng tái phát của ký sinh trùng so với artemisin khi tiến hành thử nghiệm in vitro trên chuột được cấy P. Vinkei Patteri ( chủng 279 BY ).

Hoạt tính sinh học in vitro trên chủng ký sinh trùng kháng cloroquin P. falciparum( D-6 và W-2) được nhóm TS. Pradines B. (viện y học nhiệt đới Macxây) thử trên chủng đã giảm độ nhậy với artemisin nhằm so sánh với hoạt tính lớn của dẫn xuất chứa flo.

V. KẾT LUẬN

Khi sử dụng artemisin chữa bệnh sốt rét có ưu điểm là cắt cơn sốt nhanh, thời gian sạch ký sinh trùng ngắn, nhưng tỷ lệ tái phát cao nên mục đích của đề tài là tìm kiếm những nhóm chức khác nhau để bán tổng hợp hợp chất mới nhằm làm chậm cơ chế chuyển hoá do ôxy hoá và ổn định được bán cetal của DHA làm tăng tính ái mỡ và diệt ký sinh trùng. Chúng tôi đã nghiên cứu để tổng hợp các dẫn xuất 12atrifluoromethyldihydroartemisinin với hiệu xuất khá cao 87,2%, tiến hành phân tích sản phẩm trên các máy móc hiện đại.

Bước đầu thử nghiệm lâm sàng cho những kết quả bất ngờ.

Sản phẩm TFMDHA có tính tương hợp in vitro tốt hơn artemete. Tính bảo vệ bệnh tật tốt hơn các dẫn xuất hiện có rất nhiều.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Chia Cooperative Research Group on Qinghaosu and its derivatives as an ti malarials . Chinese Medical Joumal 1979,

92 811-818 (Eng. Ed. )

[2] Posner, G.H.: Cumming, J.N.; Polyparadith, P. Oh. J. Am. Chem. SOC , 1995, 117, 5885.

[3j Luo, X.D.; Nhen, C.C.: Med. Res. Rev. 1987, 29-52.

[4] Lee, I.S.; Huuffort C.D. Phacmacal. Then. 1990, 48, 345-355

[5] Lin, A.J.; Miler, R. E.; J. Med. Chem. 1995, 38, 764-770

[6j Yu M.P. Torok D.S.; Ziffer H.; J. Med. Chem. 1995 38, 4120-4124

Webstet H. K. ; Lehnert E.K. Tranh. SOC. Trop. Med. Hyg. 1994, 88, 27-29.