Đang tải... (xem toàn văn)
Hoạt tính chống oxy hóa của Aaptamine đã được nghiên cứu bằng phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ thông qua hai cơ chế chống oxy hóa chính: Cơ chế chuyển nguyên tử hydro (HAT), cơ chế chuyển điện tử (SET). Các thông số nhiệt động học đặc trưng bao gồm năng lượng phân ly liên kết (BDE), năng lượng ion hóa (IP) đã được tính toán ở mức lý thuyết M05-2X/6-311++G(d,p) trong nước.
26 C.T.C.Trang, T.Đ.Hiếu, Đ.D.Quang / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 03(40) (2020) 26-33 03(40) (2020) 26-33 Ảnh hưởng nhóm vị trí nhóm lên hoạt tính chống oxy hóa Aaptamine theo chế HAT SET Influence of substituents and substituting positions on antioxidant activities of Aaptamine via HAT and SET mechanisms Cao Thị Cẩm Tranga, Trương Đình Hiếub,c,*, Đào Duy Quangb,d* Cam Trang Cao Thia, Dinh Hieu Truong b,c*, Duy Quang Daob,d Khoa Dược, Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam Viện Nghiên cứu Phát triển Công nghệ Cao, Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam c Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam d Khoa Môi trường Cơng nghệ Hóa, Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam a Department of Pharmacy, Duy Tan University, Da Nang, 55000, Viet Nam b Institute of Research and Development, Duy Tan University, Da Nang, 55000, Viet Nam c Faculty of Natural Sciences, Duy Tan University, Da Nang, 55000, Viet Nam d Department of Environmental and Chemical Engineering, Duy Tan University, Da Nang, 55000, Viet Nam a b (Ngày nhận bài: 17/02/2020, ngày phản biện xong: 30/03/2020, ngày chấp nhận đăng: 27/6/2020) Tóm tắt Hoạt tính chống oxy hóa Aaptamine nghiên cứu phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ thông qua hai chế chống oxy hóa chính: chế chuyển ngun tử hydro (HAT), chế chuyển điện tử (SET) Các thông số nhiệt động học đặc trưng bao gồm lượng phân ly liên kết (BDE), lượng ion hóa (IP) tính tốn mức lý thuyết M05-2X/6-311++G(d,p) nước Ảnh hưởng chất nhóm thế: ‒NH2; ‒H; ‒F; ‒CCl3; –CH3; –CF3;– Cl; –CN vị trí nhóm đến hoạt tính chống oxy hóa thơng qua chế HAT SET khảo sát Kết cho thấy nhóm đẩy điện tử có tác dụng tốt đến giá trị BDE, đặc biệt nhóm –NH2 làm cho phân tử dễ dàng tách nguyên tử H để tạo thành gốc tự Nhóm –NH2 vị trí C3 C7 có ảnh hưởng tốt đến hoạt tính chống oxy hóa Aaptamine, làm giảm đáng kể giá trị BDE, IP Các kết thu cung cấp thêm thơng tin cho việc tổng hợp hợp chất hữu chống oxy hóa Từ khóa: Chất chống oxy hóa; cân oxy hóa; Aaptamines, DFT Abstract The antioxidant activity of Aaptamine was studied by using density functional theory (DFT) via two main antioxidant mechanisms: hydrogen atom transfer (HAT) and single electron transfer (SET) The intrinsic thermodynamic parameters including bond dissociation enthalpy (BDE) and adiabatic ionization potential (IP) were calculated in the water at the M05-2X/6-311++G(d,p) level of theory Influence of substituent nature: ‒NH2; ‒H; ‒F; ‒CCl3; –CH3; –CF3; –Cl; –CN and substituenting positions on antioxidant activities of Aaptamine have also been investigated via HAT and SET mechanisms The results show that electron donating groups have positive effect to BDE value, especially –NH2 group, in facilitating the H atom dissociation to form free radicals The –NH2 substitutions at the C3 and C7 * Corresponding Author: Truong Dinh Hieu; Institute of Research and Development, Duy Tan University, Da Nang, 55000, Viet Nam; Faculty of Natural Sciences, Duy Tan University, Da Nang, 55000, Viet Nam Email: truongdinhhieu@duytan.edu.vn C.T.C.Trang, T.Đ.Hiếu, Đ.D.Quang / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 03(40) (2020) 26-33 27 positions have a good positive effect on the antioxidant activity of Aaptamine in significantly reducing the BDE and IP values The obtained results may provide additional information for the synthesis of new antioxidant compouds Keywords: Antioxidant; oxidative stress; Aaptamines; DFT Giới thiệu Trong thể, gốc tự tạo hệ thống nội sinh khác nhau, bị ảnh hưởng điều kiện dinh dưỡng, điều kiện sống mơi trường Nếu khơng kiểm sốt, gốc tự làm thay đổi cấu trúc hoạt tính lipid, protein ADN Sự biến đổi gây số bệnh người như: bệnh ung thư, xơ vữa động mạch, suy yếu hệ miễn dịch, dễ bị nhiễm trùng, giảm trí tuệ, teo quan phá rách màng tế bào khiến chất dinh dưỡng thất dẫn đến tế bào khơng tăng trưởng, nghiêm trọng gây tử vong[1] Vì vậy, việc bổ sung vào thể hợp chất chống oxy hóa để làm bất hoạt loại bỏ gốc tự có hại thể cần thiết Việc nghiên cứu tính chất chống oxy hóa hợp chất hữu có nguồn gốc từ thiên nhiên quan tâm, đặc biệt hợp chất chiết xuất từ biển Một số hợp chất từ biển có nhiều hoạt tính đáng quan tâm Aaptamine Aaptamine loại alkaloid có nguồn gốc từ biển, có chứa khung benzo[de][1,6]naphthyridine Aaptamine phân lập từ Demospongiae, lớp bọt biển đa dạng ngành Porifera[2] Aaptamine thể số hoạt tính sinh học sau: chống oxy hóa[3], ức chế men[4], chống virut[5], [6], kháng khuẩn, diệt trừ nấm, chống ký sinh trùng[7], [8], đối kháng-adrenergic[9], [10] Về hoạt tính chống oxy hóa, Aaptamine số dẫn xuất thử nghiệm khả loại bỏ gốc tự 1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl (DPPH) gốc hydroxyl (OH) hình thành phản ứng Fenton Những hợp chất thử nghiệm (Aaptamine, isoAaptamine, demethylaaptamin) cho thấy hoạt động chống oxy hóa mạnh mẽ với thử nghiệm 2,2-diphenyl-1-picryhydrazyl (DPPH) tương ứng giá trị IC50 5,63; 2,50 1,25m với hoạt tính quét gốc OH với giá trị IC50 5,1; 1,5 1,3m[2] Takamatsu cộng khảo sát khả loại bỏ gốc tự sắc ký lớp mỏng (thin layer chromatography – TLC), sử dụng thuốc thử phun gồm dung dịch 0,2% (w/v) DPPH MeOH, quan sát 30 phút sau phun Các hợp chất hoạt động quan sát đốm vàng màu tím Kết cho thấy chất chuyển hóa bọt biển (1S)(+)-curcuphenol, Aaptamine, isoaaptamine, curcudiol… có khả chống oxy hóa mạnh thử nghiệm với DPPH tương đối không hoạt động hệ thống 2’,7’-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH) (IC50>55m)[3] Các nghiên cứu cho thấy khả chống oxy hóa tốt Aaptamine Trong nghiên cứu này, sử dụng phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) để làm rõ khả chống oxy hóa Aaptamine thơng qua hai chế chống oxy hóa thông dụng: chế chuyển nguyên tử hydro (HAT) chế chuyển đơn điện tử (SET) Các thông số nhiệt động học nội đặc trưng gồm lượng phân ly (đồng ly) liên kết (BDE) lượng ion hóa (IP) tính tốn Bên cạnh đó, nhằm cải thiện giá trị BDE IP, thiết kế cấu trúc số hợp chất cách thay đổi bổ sung số nhóm vị trí C7, C8 C3 phân tử Aaptamine (Hình 1) Các nhóm bao gồm nhóm đẩy điện tử: OCH3, NH2, CH3; nhóm vừa có khả hút điện tử (–I) đẩy điện tử (+C): Cl, F; nhóm hút điện tử mạnh: CCl3, CF3, CN 28 C.T.C.Trang, T.Đ.Hiếu, Đ.D.Quang / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 03(40) (2020) 26-33 Các giá trị thông số nhiệt động học dẫn xuất sử dụng để đánh giá ảnh hưởng chất nhóm khả chống oxy hóa dẫn xuất Aaptamine Bên cạnh đó, kết thu sử dụng để dự đoán khả chống oxy hóa dẫn xuất khác Aaptamine Cơ chế chuyển điện tử (SET-Single Electron Transfer) chế chuyển điện tử từ chất chống oxy hóa tiềm đến gốc tự do, q trình đặc trưng ion hóa (IP): RH → RH+● + e−, (R2) IP = H(RH+)+ H(e) – H(RH) (eq 2) Trong đó, H(RH), H(R) H(H) enthalpy chất chống oxy hóa, gốc tự (radical) tương ứng nguyên tử H tính điều kiện phương pháp[12], [13] Kết thảo luận 3.1 Cấu trúc tính chất điện tử Cấu trúc tối ưu hóa Aaptamine, giản đồ bề mặt tĩnh điện (ESP), cấu trúc orbital biên gồm HOMO LUMO biểu diễn Hình Hình 1: Cấu trúc phân tử Aaptamine Phương pháp tính tốn Phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (Density Functional Theory – DFT) sử dụng để xác định cấu trúc phân tử thơng số hóa lý đặc trưng cho hoạt tính chống oxy hóa phân tử Aaptamine dẫn xuất Các tính tốn thực mức lý thuyết M05-2X/6-311++G(d,p) dung môi nước chương trình Gaussian 09 E.01 [11] Hai chế chống oxy hóa thơng dụng gồm chế chuyển ngun tử hydro (HAT) chế chuyển đơn nguyên tử (SET) tính tốn để khảo sát khả chống oxy hóa Aaptamine[12], [13]: Cơ chế chuyển nguyên tử hydro (HATHydrogen Atom Transfer) chế chuyển nguyên tử hydro từ chất chống oxy hóa tiềm đến gốc tự do, trình đặc trưng lượng phân ly liên kết (BDE): RH → R● + H●, (R1) BDE(RH) = H(R) + H(H) – H(RH), (eq 1) Hình 2:(A) Cấu trúc tối ưu Aaptamine, (B) giản đồ bề mặt tĩnh điện xác định khoảng giá trị từ -0.05eV0.05eV, (C) HOMO, (D) LUMO Cấu trúc Aaptamine cho thấy khung benzo[de][1,6]naphthyridine nhóm liên kết với gần đồng phẳng Các góc liên kết hệ đồng phẳng có giá trị xấp xỉ 120o, C2N1C6 = 121.4o, C.T.C.Trang, T.Đ.Hiếu, Đ.D.Quang / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 03(40) (2020) 26-33 29 C4N13C12 = 117.0o… Điều chứng tỏ nguyên tử C, N thuộc khung benzo trạng thái lai hóa sp2 Trong hệ vịng thơm, liên kết π (C=C) tồn xen kẽ với liên kết σ(CC) (CN), với cặp điện tử tự (p) ngun tử N1 (vng góc với hệ đồng phẳng benzo tham gia hiệu ứng liên hợp +C) tạo hệ liên hợp khung benzo Dựa vào cấu trúc Aaptamine, nhận thấy rằng, liên kết C7O14 (i.e 1.380Å) dài liên kết C8O16 (i.e 1.355Å) Điều giải thích nguyên tử O16 (liên kết trực tiếp với nguyên tử C8 thuộc khung benzo) có cặp điện tử tự do, đồng thời nguyên tử C17 O16 đồng phẳng với khung benzo với góc liên kết C17O16C8 có giá trị 117.5o Vì vậy, ngun tử O16 trạng thái lai hóa sp2 có cặp điện tử tự vng góc với hệ đồng phẳng Trong phân tử Aaptamine, nguyên tử O16 sử dụng cặp điện tử tự để tham gia vào hệ liên hợp hiệu ứng liên hợp dương pπ (+C) khung benzo thông qua xen phủ biên với orbital π hệ liên hợp Kết độ dài liên kết C8O16 ngắn lại Ngược lại, nguyên tử O14 dù có cặp điện tử tự do, nhiên hiệu ứng không gian lớn nhóm CH3 nhóm OCH3 (của nguyên tử O16) vòng A (N1–C2–C3–C4–C5–C6) làm cản trở liên hợp nguyên tử oxy Cấu trúc Aaptamine cho thấy liên kết O–C15 bị lệch khỏi mặt phẳng liên hợp với góc nhị diện C8C7O14C15 có giá trị 81.5o Điều khiến nguyên tử O14 có hiệu ứng cảm ứng âm (–I) khung benzo, hiệu ứng liên hợp dương (+C) nguyên tử O14 khung benzo bị giảm đáng kể Như vậy, phân tử Aaptamine, hệ liên hợp bao gồm khung benzo nguyên tử O16 tử Màu đỏ biểu diễn vùng có điện tích âm nhất, màu xanh dương đại diện cho vùng có tĩnh điện dương Kết cho thấy vùng có tĩnh điện âm phân tử Aaptamine tìm thấy vị trí C11–C12–N13, vùng có khả tham gia tương tác với tác nhân electrophile (ái điện tử) Ngược lại, vùng có tĩnh điện dương Aaptamine tìm thấy vị trí C2–N1–C6, vị trí vùng dễ bị công tác nhân nucleophile (ái nhân) Giản đồ bề mặt tĩnh điện (ESP map, Hình 2B) thể phân bố điện tích tính chất liên quan đến điện tích phân Khi liên kết A–H có lượng phân ly liên kết (BDE) bé, liên kết bền nguyên tử hydro dễ tách khỏi Sự phân bố orbitals biên HOMO (orbital phân tử bị chiếm chỗ có lượng cao nhất) LUMO (orbital phân tử khơng bị chiếm chỗ có lượng thấp nhất) Aaptamine cho phép dự đoán vị trí cục cấu trúc phân tử có xu hướng cho (vùng có phân bố HOMO) nhận (vùng có phân bố LUMO) điện tử phản ứng với gốc tự Kết cho thấy vòng thơm đóng vai trị trung tâm cho nhận điện tử Trong cấu trúc Aaptamine, vị trí orbital HOMO, LUMO (màu nâu màu xanh) phân bố chủ yếu liên kết giàu điện tử liên kết đôi C=C C=O nguyên tử dị tố O N có độ âm điện cao Quan sát Hình 2C 2D, nhận thấy orbital HOMO Aaptamine tập trung vị trí N1C2=C3, C6=C7C8, C4=N13, C11=C12 C9=C10 Trong đó, orbital LUMO phân bố chủ yếu vị trí N1, C2, C3C4, N13C12, C11 C6C5C10C9 3.2 Tính chất chống oxy hóa theo chế HAT SET BDE IP hai thông số nhiệt động học để đánh giá khả chống oxy hóa Aaptamine thơng qua chế chuyển ngun tử hydro (HAT) chế chuyển điện tử (SET) 30 C.T.C.Trang, T.Đ.Hiếu, Đ.D.Quang / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 03(40) (2020) 26-33 phân tử trạng thái tự (H●) Vì vậy, hợp chất có lượng BDE thấp khả chống oxy hóa theo chế HAT cao Năng lượng ion hóa (IP) lượng cần thiết để tách điện tử từ nguyên tử hay phân tử trạng thái Giá trị IP thấp khả cho điện tử dễ dàng, hợp chất có nhiều tiềm làm chất chống oxy hóa cao theo chế SET Bảng 1: Năng lượng phân ly liên kết (BDE, kcal/mol) vị trí khác Aaptamine tính nước mức lý thuyết M05-2X/6-311++G(d,p) Kết so sánh với giá trị BDE nerol[13] αterpinene[14] Liên kết BDE N1H 79,8 C2H 118,6 C11H 127,4 C9–H 123,0 C3H 119,1 C12H 109,7 C17H 100,5 C15H 99,5 Nerol 79,2 α-terpinene 76,2 Bảng liệt kê giá trị BDE(NH) BDE(CH) Aaptamine tính nước Có thể nhận thấy rằng, phân tử Aaptamine, N1–H vị trí dễ tách H dạng nguyên tử với giá trị BDE 79,8 kcal/mol, thấp vị trí cịn lại từ 19,7 (C15–H) đến 47,6 kcal/mol (C11–H) Điều giải thích liên kết N–H liên kết có độ bền nhiệt động thấp so với liên kết CH[15] Ngoài ra, phân tử Aaptamine, nguyên tử N có tham gia vào hệ liên hợp khung benzo, đồng thời mật độ điện tử khung benzo tăng cường nhờ hiệu ứng +C từ nhóm OCH3 (của nguyên tử O16) Các hiệu ứng liên hợp khiến mật độ điện tử nguyên tử N1 tăng lên, đồng thời cấu trúc làm bền cấu trúc gốc tự tạo thành tách nguyên tử H● từ liên kết N1–H Điều làm giảm lượng phân ly liên kết N1–H Ngoài ra, nguyên tử C thuộc hệ liên hợp trạng thái lai hóa sp2 nên khả hút điện tử cao so với nguyên tử bình thường trạng thái lai hóa sp3 (C15, C17) Có thể thấy giá trị BDE liên kết C–H có nguyên tử C trạng thái lai hóa sp2 (C2, C3, C9, C11, C12) có giá trị cao so với trạng thái lai hóa sp3 (C15, C17) từ 10 đến 28 kcal/mol Khi so sánh giá trị BDE(N1–H) với giá trị BDE chất so sánh nerol α–terpinene, ta thấy khả Aaptamine gần tương đương với nerol (79,2 kcal/mol) α–terpinene (76,2 kcal/mol) Điều chứng tỏ Aaptamine có khả tách H nguyên tử vị trí N1–H để tạo thành gốc tự do, qua chứng tỏ khả chống oxy hóa Aaptamine 3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhóm lên khả chống oxy hóa thơng qua hai chế HAT SET Hình trình bày giá trị BDE(N1–H) IP Aaptamine dẫn xuất Aaptamine tạo thành thay nhómOCH3 vị trí C7 số nhóm khác Có thể thấy rằng, giá trị BDE(N1H) IP vertical dẫn xuất có khác biệt đáng kể phụ thuộc vào chất nhóm vị trí C7 C.T.C.Trang, T.Đ.Hiếu, Đ.D.Quang / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 03(40) (2020) 26-33 31 Hình 3: Giá trị BDE (N1H) IP vertical hợp chất thu từ thay nhóm khác vị trí C7 phân tử Aaptamine Tính tốn thực nước mức lý thuyết M05-2X/6-311++G(d,p) Giá trị BDE IP vertical dẫn xuất cho thấy nhóm có khả đẩy điện tử (theo hiệu ứng +C +I) làm cho liên kết N1–H trở nên bền làm cho phân tử dễ cho điện tử Ngược lại, nhóm hút điện tử lại làm cho liên kết N1H trở nên bền vững, khiến cho khả tách H nguyên tử vị trí N1–H trở nên khó khăn Trong dẫn xuất Aaptamine nghiên cứu, dẫn xuất chứa nhóm NH2 vị trí C7 có giá trị BDE thấp (69,7 kcal/mol) dẫn xuất chứa nhóm CN có giá trị BDE cao (83,4 kcal) Điều giải thích mật độ điện tử khung benzo[de][1,6]naphthyridine Các nhóm đẩy điện tử, đặc biệt nhóm có hiệu ứng +C mạnh NH2, làm tăng mạnh mật độ điện tích hệ vịng thơm Điều giảm phân cực liên kết N1–H tăng mật độ điện tử nguyên tử N1, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách H dạng ngun tử Ngồi ra, nhóm đẩy điện tử cịn làm bền hóa cấu trúc gốc tự tạo thành (là cấu trúc thiếu hụt điện tử nguyên tử N1) Ngược lại, nhóm hút điện tử làm giảm mật độ điện tử hệ vòng thơm làm phân cực hóa liên kết N1–H, đặc biệt nhóm vừa có hiệu ứng –I –C –CN Điều làm tăng khả tách H dạng ion (H+) lại giảm khả tách H nguyên tử liên kết N1H Đồng thời gốc tự tạo thành từ trình tách H trở nên bền mật độ điện tử hệ vịng thơm giảm Có thể giải thích tương tự giá trị IP, nhóm đẩy điện tử làm tăng mật độ điện tích khung benzo[de][1,6]naphthyridine đồng thời làm bền hóa cation R●+ Do đó, dẫn xuất chứa nhóm NH2 vị trí C7 nhóm dễ cho điện tích với giá trị IP 91,0 kcal/mol Ngược lại, nhóm hút điện tử khiến mật độ điện tích hệ liên hợp giảm khiến dẫn xuất có giá trị IP cao, đặc biệt nhóm hút điện tử mạnh CN (giá trị IP cao 109,4 kcal/mol) Dựa vào giá trị BDE IP vertical dẫn xuất Aaptamine, nhận thấy rằng, môi trường dung môi nước, khả tách hydro nguyên tử (theo chế HAT) hợp chất ưu tiên so với khả tách điện tử (theo chế SET) Giá trị BDE dẫn xuất thấp so với giá trị IP từ 20,2 đến 26,0 kcal/mol Do đó, khả chống oxy hóa dẫn xuất chủ yếu xảy 32 C.T.C.Trang, T.Đ.Hiếu, Đ.D.Quang / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 03(40) (2020) 26-33 Vị trí BDE IP C7–OCH3 79,8 100,1 NH2 có hiệu ứng +C cao làm tăng mật độ điện tử hệ vòng thơm phân tử nên giá trị BDE IP dẫn xuất giảm mạnh Đối với nhóm OCH3 vị trí C7, hiệu ứng +C nhóm khung benzo thấp, hiệu ứng hút điện tử –I lại lớn Khi thay đổi nhóm OCH3 nhóm NH2 khiến cho hiệu ứng –I giảm (N có độ âm điện thấp so với oxy) Ngồi ra, kích thước nhóm NH2 bé so với nhóm OCH3 khiến cho nhóm không bị ảnh hưởng hiệu ứng không gian vịng A thuộc khung benzo (N1–C2–C3–C4–C5–C6) có khả tham gia vào hệ liên hợp hiệu ứng +C Kết mật độ điện tử khung benzo dẫn xuất tăng cường nhiều Đối với dẫn xuất chứa nhóm NH2 vị trí C8, nhóm OCH3 C8 có hiệu ứng +C khung benzo thay nhóm NH2 có hiệu ứng +C cao hơn, giá trị BDE IP giảm nhẹ, khoảng kcal/mol C7–NH2 69,7 91,0 Kết luận C8–NH2 79,5 98,9 C3–NH2 71,3 89,6 theo chế HAT Kết Hình cho thấy nhóm –NH2 nhóm tăng cường khả chống oxy hóa tốt theo hai chế: HAT SET 3.4 Ảnh hưởng vị trí nhóm Bảng giới thiệu giá trị BDE(N1–H) IP vertical cấu trúc thu thay nhóm OCH3 vị trí C7, C8 –H vị trí C3 nhóm NH2 Ba vị trí lựa chọn khảo sát vị trí thường xuất nhóm dẫn xuất Aaptamine có nguồn gốc thiên nhiên chiết xuất từ sản phẩm biển[2] Bảng 2: Năng lượng phân ly liên kết BDE (N1H) lượng ion hóa IP vertical tính nước thay nhóm NH2 vào vị trí C7, C8 C3 mức lý thuyết M05-2X/6311++G(d,p) Đơn vị: kcal/mol Dựa vào giá trị lượng Bảng 2, thấy thay đổi vị trí nhóm NH2 vào vị trí C7, C8, C3, giá trị BDE(N1–H) IP vertical giảm Giá trị BDE (N1–H) dẫn xuất giảm xuống 69,7 (tại C7) đến 79,5 kcal/mol (tại C8) giá trị IP vertical giảm tương ứng xuống 89,6 (tại C3) đến 98,9 kcal/mol (tại C8) Trong chất nghiên cứu, dẫn xuất chứa nhóm NH2 C7, C3 có giá trị BDE IP xấp xỉ Điều giải thích tăng cường điện tích hiệu ứng khơng gian nhóm khung benzo[de][1,6]naphthyridine Đối với thay nhóm –NH2 vào vị trí C3, rõ thay đổi nguyên tử H nhóm Trong nghiên cứu này, thông số BDE IP đặc trưng cho khả chống oxy hóa Aaptamine theo chế HAT SET tính tốn phương pháp DFT mức lý thuyết M05-2X/6-311++G(d,p) nước Kết thu giá trị BDE Aaptamine 79,8 kcal/mol Giá trị tương đương với giá trị BDE nerol α-terpinene Điều chứng tỏ Aaptamine có khả làm chất chống oxy hóa Ảnh hưởng nhóm khác lên giá trị BDE(N1H) IP vertical khảo sát cách thay nhóm –OCH3 vị trí C7 nhóm NH2, Cl, F,CH3,H, CN, CCl3 vàCF3 Kết cho thấy, nhóm NH2 có tác dụng tốt việc giảm giá trị BDE(N1H) (i.e giảm từ 79,8 xuống 69,7 kcal/mol) giảm giá trị IP (i.e từ 100,1 xuống 91,0 kcal/mol) Ngoài ra, ảnh C.T.C.Trang, T.Đ.Hiếu, Đ.D.Quang / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 03(40) (2020) 26-33 hưởng vị trí nhóm đến khả chống oxy hóa nghiên cứu việc thay nhóm –NH2 vào vị trí C7, C8 C3 Kết thu được, vị trí C3 C7 có giá trị BDE (N1H) IP xấp xỉ với giá trị BDE 69,7 71,3 kcal; IP 91,0 89,6 kcal/mol Kết cung cấp thêm thông tin việc phát triển bán tổng hợp hữu hợp chất Aaptamine có hoạt tính chống oxy hóa Tài liệu tham khảo [1] Lobo, V., Patil, A., Phatak, A & Chandra, N Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health Pharmacogn Rev 4, 118 (2010) [2] Larghi, E L., Bohn, M L & Kaufman, T S Aaptamine and related products Their isolation, chemical syntheses, and biological activity Tetrahedron 65, 4257–4282 (2009) [3] Takamatsu, S et al Marine natural products as novel antioxidant prototypes J Nat Prod 66, 605– 608 (2003) [4] Bobzin, S C., Yang, S & Kasten, T P LC-NMR: a new tool to expedite the dereplication and identification of natural products J Ind Microbiol Biotechnol 25, 342–345 (2000) [5] de A Epifanio, R., F Coutinho, A., Chanas, B., M L e Souza, T & C P P Frugrulhetti, I Anti HSV-1 Alkaloids from a Feeding Deterrent Marine Sponge of the Genus Aaptos Heterocycles 57, 1265 (2002) [6] Souza, T M L., Abrantes, J L., Epifanio, R D A., Fontes, C F L & Frugulhetti, I C P P The alkaloid 4-methylaaptamine isolated from the sponge Aaptos aaptos impairs Herpes simplex virus type penetration and immediate-early protein synthesis Planta Med 73, 200–205 (2007) 33 [7] Seleghim, M H R et al Antibiotic, cytotoxic and enzyme inhibitory activity of crude extracts from Brazilian marine invertebrates Rev Bras Farmacogn 17, 287–318 (2007) [8] Diers, J A et al Zebra Mussel Antifouling Activity of the Marine Natural Product Aaptamine and Analogs Mar Biotechnol 8, 366–372 (2006) [9] Ohizumi, Y., Kajiwara, A., Nakamura, H & Kobayashi, J α-Adrenoceptor blocking action of aaptamine, a novel marine natural product, in vascular smooth muscle J Pharm Pharmacol 36, 785–786 (1984) [10] Litvinov, V P., Roman, S V & Dyachenko, V D Pyridopyridines Russ Chem Rev 70, 299–320 (2001) [11] D J Frisch, M J.; Trucks, G W.; Schlegel, H B.; Scuseria, G E.; Robb, M A.; Cheeseman, J R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H P.; Izmaylov, A F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenb, Gaussian 09, Revision E.01 Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009 [12] Dao, D Q., Ngo, T C., Thong, N M & Nam, P C Is Vitamin A an Antioxidant or a Pro-oxidant? J Phys Chem B 121, 9348–9357 (2017) [13] Ngo, T C., Dao, D Q., Nguyen, M T & Nam, P C A DFT analysis on the radical scavenging activity of oxygenated terpenoids present in the extract of the buds of Cleistocalyx operculatus RSC Adv 7, 39686–39698 (2017) [14] Ngo, T C., Dao, D Q., Thong, N M & Nam, P C Insight into the antioxidant properties of nonphenolic terpenoids contained in essential oils extracted from the buds of Cleistocalyx operculatus: A DFT study RSC Adv 6, 30824–30834 (2016) [15] Feng, Y., Liu, L., Wang, J T., Zhao, S W & Guo, Q X Homolytic C-H and N-H Bond Dissociation Energies of Strained Organic Compounds J Org Chem 69, 3129–3138 (2004) ... hóa Aaptamine 3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhóm lên khả chống oxy hóa thơng qua hai chế HAT SET Hình trình bày giá trị BDE(N1–H) IP Aaptamine dẫn xuất Aaptamine tạo thành thay nhóm? ??OCH3 vị trí C7 số nhóm. .. C8–NH2 79,5 98,9 C3–NH2 71,3 89,6 theo chế HAT Kết Hình cho thấy nhóm –NH2 nhóm tăng cường khả chống oxy hóa tốt theo hai chế: HAT SET 3.4 Ảnh hưởng vị trí nhóm Bảng giới thiệu giá trị BDE(N1–H)... dụng để đánh giá ảnh hưởng chất nhóm khả chống oxy hóa dẫn xuất Aaptamine Bên cạnh đó, kết thu sử dụng để dự đốn khả chống oxy hóa dẫn xuất khác Aaptamine Cơ chế chuyển điện tử (SET- Single Electron
