Nghiên cứu tổng hợp piperin và chất tương đồng

Nghiên cứu Y học<br /> <br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PIPERIN VÀ CHẤT TƯƠNG ĐỒNG<br /> Lữ Thiện Nhân*, Trương Ngọc Tuyền*<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Mục tiêu: Piperin- dẫn xuất amid của acid piperinic và piperidin –một alkaloid của tiêu (Piper nigrum L.<br /> Piperaeace), từ lâu piperin được biết như một gia vị không thể thiếu trong cuộc sống, hiện nay piperin được sử<br /> dụng phổ biến như một thành phần quan trọng trong dược phẩn như làm tăng hiệu quả của selen, vitamin C,<br /> vitaimn E, vitamin B, curcumin, beta-caroten, và những phát hiện gần đây cho thấy piperincó tác dụng trên ung<br /> thư vú, trên kháng viêm, ức chếMAO. Đó là lý do nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất của acid piperinic với hy<br /> vọng tìm ra các dẫn chất mới để thử nghiệm các hoạt tính trên.<br /> Phương pháp nghiên cứu: acid piperinic được tổng hợp từ piperonal qua hai giai đoạn (phản ứng aldol hóa<br /> và phản ứng Knoevenagel). Amid hóa acid piperinic bằng các amin tương ứng thông qua giai đoạn tạo dẫn xuất<br /> acyl thu được piperin và một số chất tương đồng.<br /> Kết quả: Tổng hợp được ba dẫn chất amid của acid piperinic.<br /> Kết luận: Các hợp chất này đã được chứng minh độ tinh khiết và cấu trúc qua nhiệt độ nóng chảy, phổ UV,<br /> phổ IR, phổ MS và NMR. Piperin và ba dẫn chất piperin tổng hợp được sẽ tiếp tục thử nghiệm các tác dụng sinh<br /> học.<br /> Từ khóa: acid poperinic, dẫn xuất piperine<br /> <br /> ABSTRACT<br /> RESEARCH ON SYNTHESIS OF PIPERIN AND ITS ANALOGUES<br /> Lu Thien Nhan*, Truong Ngoc Tuyen<br /> * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 118 - 121<br /> Objectives: Piperine- derivatives of piperinic acid and piperidine- an alkaloid of pepper (Piper nigrum L.<br /> Piperaceae). For a long time, the piperine has been known as an indispensable spice in our life. Nowadays, the<br /> piperine is used to increase the efficiency of selenium, vitamin C, vitamin B, curcumin, beta- carotene. Recently,<br /> new discovery of piperine is its treatment for anti-cancer, anti- inflammatory and inhibition of MAO.<br /> Method: Piperinic acid was synthesized from piperinol through 2 steps (acylation and Knoevenagel<br /> reaction). Amidation of piperinic acid with amines to obtain piperin and its analogues.<br /> Result: Three derivatives of piperinic acid were synthesizedwhich are amides of piperinic acid with other<br /> amines.<br /> Conclusion: The synthesized compounds have been proven purity and structures by melting point, UV-Vis,<br /> IR, MS, NMR. These products will continue to be tested biological activities.<br /> Keywords: piperinic acid, piperine derivatives.<br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Piperin là alkaloid được dùng lâu đời trong<br /> cuộc sống hàng ngày.Piperin là amid giữa acid<br /> piperinic và piperidin. Trong dược phẩm piperin<br /> <br /> được dùng như một thành phần làm tăng hoạt<br /> tính sinh học của nhiều chất như selen,<br /> curcumin, vitamin C, vitamin B, vitamin E, betacaroten(4).<br /> Gần đây các nghiên cứu về piperin và dẫn<br /> <br /> * Khoa Dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh<br /> Tác giả liên lạc: DS.Trương Ngọc Tuyền ĐT: 0903330604<br /> <br /> 118<br /> <br /> Email: truongtuyen2001@yahoo.com<br /> <br /> Chuyên Đề Dược Học<br /> <br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014<br /> <br /> Nghiên cứu Y học<br /> <br /> Tổng hợp piperin và các chất tương đồng<br /> <br /> xuất đã được thực hiện và phát hiện nhiều tác<br /> dụng sinh học thú vị như có tác dụng trị ung thư<br /> vú, kháng viêm, ức chế MAO(3,2,6). Từ nghiên cứu<br /> thành công tổng hợp piperin(5), chúng tôi tiếp tục<br /> nghiên cứu tổng hợp piperin và các chất tương<br /> đồng với mong muốn tìm ra các chất mới có tác<br /> dụng sinh học.<br /> <br /> O<br /> <br /> 8 7<br /> <br /> 5<br /> <br /> 2<br /> <br /> 4<br /> <br /> 12<br /> <br /> O<br /> <br /> 9<br /> <br /> O<br /> <br /> 3<br /> <br /> 6<br /> <br /> 1<br /> <br /> R<br /> <br /> 11<br /> 10<br /> <br /> Với R = là dẫn xuất của amin thơm hoặc dị<br /> vòng<br /> <br /> ĐỐI TƯỢNG-PHƯƠNGPHÁP NGHIÊNCỨU<br /> Đối tượng<br /> Phương pháp nghiên cứu<br /> Quy trình tổng hợp theo sơ đồ sau<br /> CHO CH CHO, NaOH 10%<br /> 3<br /> <br /> O<br /> <br /> 15-20 oC<br /> <br /> O<br /> <br /> CHO<br /> <br /> O<br /> <br /> Acid malonic<br /> pyridin, poperidin, 70 oC<br /> <br /> O<br /> <br /> Piperonal<br /> <br /> 1<br /> <br /> COOH<br /> <br /> O<br /> O<br /> <br /> 2 (Acid piperinic)<br /> <br /> O<br /> Thionyl clorid, triethylamin<br /> <br /> O<br /> <br /> R-NH 2, DCM, 50 oC<br /> <br /> O<br /> <br /> R<br /> <br /> Ký hiệu<br /> <br /> Cl<br /> 3a<br /> 4'<br /> (piperin)<br /> <br /> NH<br /> <br /> 6' 5'<br /> <br /> 6'<br /> <br /> N<br /> <br /> 1' N<br /> 2'<br /> <br /> 3'<br /> <br /> 2' 1'<br /> <br /> N<br /> <br /> 6'<br /> <br /> 4'<br /> <br /> 5' 4'<br /> <br /> N<br /> <br /> Ký<br /> hiệu<br /> <br /> R<br /> <br /> 2' 3'<br /> <br /> N<br /> <br /> R<br /> <br /> 3'<br /> <br /> 3c<br /> <br /> NH 1'<br /> H 3COOC<br /> <br /> 2'<br /> <br /> 3b<br /> <br /> 5'<br /> <br /> COOCH 3<br /> 5'<br /> 4'<br /> <br /> 3d<br /> <br /> 3'<br /> <br /> Piperin và các chất tương đồng được tổng<br /> hợp theo quy trình trên(5), ở giai đoạn 3 chúng<br /> tôi sử dụng piperidin và các dẫn xuất của amin<br /> với gốc R như trên. Các phản ứng 3 này được<br /> thực hiện trong cùng điều kiện như mô tả nhưng<br /> thời gian phản ứng khác nhau.Tất cả các dung<br /> môi dùng trong phản ứng này đều khan nên cần<br /> chưng cất lại triethylamin, diclorometan. Quy<br /> trình chi tiết như sau: Cho acid piperinic (1,01<br /> mmol) và dẫn xuất amin (1,52 mmol) vào bình<br /> cầu đáy tròn. Sau đó cho DCM đã được chưng<br /> cất vào bình cầu, khuấy từ và làm lạnh bình cầu.<br /> Sau đó thêm triethylamin (1,48 mmol) vào. Nhỏ<br /> giọt chậm thionyl clorid (2,07 mmol). Sau khi<br /> nhỏ xong, nâng nhiệt độ lên 50 oC và đun hồi lưu<br /> cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn.<br /> <br /> Chuyên Đề Dược Học<br /> <br /> Piperin và các chất tương đồng (3a-d)<br /> <br /> Tinh chế: Sau khi dừng phản ứng, đem cô<br /> quay bốc hơi hết dung môi thu được cắn. Đem<br /> rửa cắn với nước cất. Sau đó đem cắn thu<br /> được cho vào dung dịch NaOH 2,5% và lọc<br /> thu sản phẩm rắn. Sản phẩm được tính khiết<br /> hóa bằng kết tinh lại trong dung môi hoặc<br /> chạy sắc ký cột. Với hệ dung môi ether dầu<br /> hỏa- ethyl acetat (2:1).<br /> <br /> KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU<br /> Piperin (3a) (C17H19NO3; M=285,3 đ.v.C) là<br /> tinh thể hình kim trong cồn, màu vàng nhạt gần<br /> như không màu. Tan tốt trong cồn, cloroform.<br /> Hầu như không tan trong nước. Tan một phần<br /> trong ether (phùhợp Merck 11). Hiệu suất phản<br /> ứng từ acid piperinic là 55,61%. Mp = 129,1 oC; Rf<br /> = 0,42 (toluen – AcOEt = 7: 3). Phổ UV (nồng độ<br /> 10 µg/ 100 ml MeOH) có các cực đại hấp thu<br /> 342,5 nm; 310,5 nm; 255,5 nm. IR (KBr, cm-1):<br /> 3000,1 (C-Hbenzen); 2932,9; 2854,5 (CH2); 1635,5<br /> (COamid); 1620,1 (-C=C-C=C-). ESI-MS m/z: 286,1<br /> (M+H)+, 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm):<br /> 7,43-7,38 (1H; m; H3); 6,98 (1H; d; J = 1,5 Hz; H7);<br /> 6,89 (1H; dd; J = 1,5 Hz; 8,0 Hz; H4); 6,79-6,70 (3H;<br /> m; H5, H10, H11); 6,44 (1H; d; J = 14,5 Hz; H2); 5,98<br /> (2H; s; H12); 3,58 (4H; br; H2’, H6’); 1,69-1,57 (6H;<br /> <br /> 119<br /> <br /> Nghiên cứu Y học<br /> <br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014<br /> <br /> m; H3’, H4’, H5’). Piperin tổng hợp được định tính<br /> và định lượng bằng HPLC so với chuẩn đối<br /> chiếu piperin (chất chuẩn của Cty Domesco có<br /> hàm lượng 98,22%) với pha động là acetonitril:<br /> nước cất (40: 60), tốc độ dòng 1 ml/1 phút, bước<br /> sóng phát hiện 348 nm.<br /> Kết quả cho thấy thời gian lưu (tR) của<br /> <br /> piperin tổng hợp là 5,919 phút và tương ứng với<br /> tR của mẫu đối chứng (5,886 phút). Qua kết quả<br /> đó cho thấy hai peak trên hai sắc kỳ đồ mẫu thử<br /> và mẫu đối chiếu là cùng một chất nên càng<br /> khẳng định thêm sản phẩm tổng hợp là piperin.<br /> Hàm lượng piperin tổng hợp là 99,32%.(Xem<br /> hình dưới)<br /> <br /> Hình 1: Sắc ký đồ sắc ký lỏng hiệu năng cao<br /> <br /> 120<br /> <br /> Chuyên Đề Dược Học<br /> <br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014<br /> - (2E,4E)-5-(benzo(d)(1,3)dioxol-5-yl)-N-(2chloropyridin-3-yl)penta-2,4-dienamid<br /> (3b)<br /> (M= 328,77 đ.v.C): Hiệu suất 61,01%. Tinh thể<br /> hình kim màu vàng cam nhạt, tan tốt trong<br /> cồn, cloroform. Hầu như không tan trong<br /> nước. Tan một phần trong ether, ether dầu<br /> hoả. Mp: 178 oC. Rf= 0,53 (Ether dầu hoảAcOEt (2:1)). Phổ UV (nồng độ 10 µg/ 100 ml<br /> MeOH) có các cực đại hấp thu 309 nm, 342,5<br /> nm và 516 nm. Phổ IR (KBr, cm-1): 3394,5 (NH); 1662,5 (C=O), 1251 (C-O). ESI-MS m/z:<br /> 351,8 (M+Na)+. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ<br /> (ppm): 8,87 (1H; dd; J = 1,5 Hz; 8,0 Hz; H4’);<br /> 8,11 (1H; dd; J = 1,5 Hz; 4,5 Hz; H6’); 7,68 (1H;<br /> s; HNH); 7,52 (1H; dd; J = 11,0 Hz; 15,0 Hz; H3);<br /> 7,25 (1H; dd; J = 5,0 Hz; 8,3 Hz; H5’); 7,01 (1H;<br /> d; J = 1,0 Hz; H7); 6,94 (1H; dd; J = 1,5 Hz; 8,0<br /> Hz; H11); 6,89 (1H; d; J = 15,5; H4); 6,81-6,73<br /> (2H; m; H5, H10); 6,12 (1H; d; J = 14,5; H2); 6,00<br /> (1H; s; HCH2).<br /> - (2E,4E)-5-(benzo(d)(1,3)dioxol-5-yl)-1-(1H1,2,4-triazol-1-yl)penta-2,4-dien-1-on<br /> (3c)<br /> (M=269,26): Hiệu suất 81,23%. Tinh thể dạng vẩy<br /> màu vàng nhạt, tan tốt trong cồn, cloroform,<br /> aceton. Hầu như không tan trong nước. Tan một<br /> phần trong ether dầu hỏa, ethyl acetat. Mp:<br /> 192,6oC. Rf = 0,72 (Ether dầu hoả-AcOEt (2:1)).<br /> Phổ UV (nồng độ 10 µg/ 100 ml MeOH) có các<br /> cực đại hấp thu 516,0 nm, 342,5 nm và 309,0 nm.<br /> Phổ IR (KBr, cm-1): 2918,1 (O-CH2-O); 1701,1<br /> (C=O); 1205,4 (C-O-C); 1H-NMR (500 MHz,<br /> CDCl3) δ (ppm): 8,98 (1H; s; H3’); 8,05 (1H; s; H5’);<br /> 7,85 (1H; dd; J = 11,5 Hz; 15 Hz; H3); 7,18 (1H; d; J<br /> = 15 Hz; H5); 7,05-6,98 (3H; m; H7; H10; H11); 6,90<br /> (1H; dd; J = 11,5 Hz; 15 Hz; H4); 6,82 (1H, d, J = 8<br /> Hz; H2); 6,01 (2H, s, H12).<br /> - Dimethyl 2-((2E,4E)-5-(benzo(d)(1,3)dioxol5-yl)penta-2,4-dienoyl)<br /> terephthalat<br /> (3d)<br /> (M=394,37 đ.v.C). Hiệu suất 42,06%. Tinh thể<br /> hình kim màu vàng cam, tan tốt trong cồn,<br /> cloroform, aceton. Hầu như không tan trong<br /> nước. Tan một phần trong ether dầu hỏa. Mp:<br /> 174,3oC. Rf = 0,78 (Ether dầu hoả-AcOEt<br /> <br /> Chuyên Đề Dược Học<br /> <br /> Nghiên cứu Y học<br /> <br /> (2:1)).Phổ UV (nồng độ 10 µg/ 100 ml MeOH) có<br /> các cực đại hấp thu 766,5 nm, 314,0 nm và 231,0<br /> nm. Phổ IR (KBr, cm-1): 3100,1 (NH); 2923,9 (OCH2-O); 1697,2 (C=O); 1247,9 (C-O). 1H-NMR<br /> (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 11,08 (1H; s, HNH);<br /> 8,09 (1H, s, H6’); 8,01 (1H, d, J = 8,5 Hz; H3’); 7,9<br /> (1H; d, J = 8,5 Hz; H4’); 7,72-7,68 (4H; m; H3; H7,<br /> H10; H11); 7,53-7,50 (2H; m; H4; H5); 6,80 (1H; d; J =<br /> 8 Hz; H2); 5,99 (2H; s; H12); 3,90 (3H; s; HCOOCH3);<br /> 3,89 (3H; s; HCOOCH3).<br /> <br /> KẾT LUẬN<br /> Trong nghiên cứu này piperin và 3 chất<br /> tương đồng đã được tổng hợp và được chứng<br /> minh độ tinh khiết và cấu trúc qua nhiệt độ nóng<br /> chảy, sắc ký lớp mỏng, phổ UV, IR và 1H-NMR.<br /> Kết quả cho thấy sản phẩm phù hợp với cấu trúc<br /> dự kiến. Các hợp chất này sẽ được đem thử tác<br /> dụng sinh học như kháng viêm, kháng ung thư.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> 1.<br /> <br /> 2.<br /> <br /> 3.<br /> <br /> 4.<br /> <br /> 5.<br /> 6.<br /> <br /> Bhardwaj RK, Glaeser H, Becquemont L, Klotz U, Gupta SK,<br /> Fromm MF (2002). Piperine, a major constituent of black<br /> pepper, inhibits human P-glycoprotein and CYP3A4. J.<br /> Pharmacol. Exp. Ther. 302 (2):645–650.<br /> Devan P, Bani S, Suri KA, Satti NK, Qazi GN (2007),<br /> Immunomodulation exhibited by piperinic acid through<br /> suppression of proinflammatory cytokines, International<br /> Immunopharmacology, 7:889–899.<br /> Mua LH, Wanga B, Ren HY, Liu P, Guo DH, Wang FM, Bai L,<br /> Guo ZS (2012), Synthesis and inhibitory effect of piperine<br /> derivates on monoamine oxidase, Bioorganic & Medicinal<br /> Chemistry Letters, 22:3343–3348.<br /> Shoba G, Joy D, Joseph T, Majeed M, Rajendran R, Srinivas PS<br /> (1998), Influence of piperine on the pharmacokinetics<br /> of curcumin in animals and human volunteers, Planta<br /> Med., 64(4):353-356.<br /> Trương NT, Lữ TN, Trần HD (2012), “Tổng hợp piperin”, Tạp<br /> chí Dược học 437:55-58.<br /> Zarai Z, Boujelbene E, Salem N, Gargouri Y, Sayari A (2013),<br /> Antioxidant and antimicrobial activities of various solvent<br /> extracts, piperine and piperic acid from Piper nigrum, LWT Food Science and Technology 50:634-641.<br /> <br /> Ngày nhận bài báo:<br /> <br /> 12.12.2012<br /> <br /> Ngày phản biện nhận xét bài báo: 21.12.2013<br /> Ngày bài báo được đăng:<br /> <br /> 10.03.2014<br /> <br /> 121<br /> <br />