การสังเคราะห์สารที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพและการค้นคว้าสมุนไพรไทย

Titleการสังเคราะห์สารที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพและการค้นคว้าสมุนไพรไทย
Publication TypeReport
Year of Publication2011
Authorsรุจิรวัฒน์, สมศักดิ์
Series Editorประวัติ, หรรษา, สุทธิไวยกิจ สมยศ, ปรัชญาสิทธิกุล สุภาลักษณ์, พวกุล วนิดา, โพธิ์พ่วง สุภัทรา, ประวัติ อุมา, บุญสวรรค์ส่ง เพ็ญศรี, สหกิจพิจารณ์ พูลศักดิ์, พลอยประดิฐ์ พูนศักดิ์, มุฑระพัฒน์ ธรรมนูญ, พิสุทธิ์เจริญพงศ์ สมชาย, ทองเนตร ศานิตย์
Series Title-
Date Published2011
Institutionอื่น
Typeโครงการวิจัย
Report NumberRTA4480007
ISBN NumberRTA4480007
KeywordsAlkaloids, Natural Products, Nitrogen Heterocycles, Organic Synthesis, Oxygen Heterocycles
Abstract

วัตถุประสงค์:
โครงการวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนากระบวนการสังเคราะห์วงไพโรล (pyrrole) ซึ่งเป็นโครงสร้างหลักของสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติหลายกลุ่มทางทะเลเช่น ลาเมลลาริน นิงกาลิน และลูเคียนอล ที่แสดงฤทธิ์ทางชีวภาพที่น่าสนใจเช่นฤทธิ์ต้านมะเร็ง และฤทธิ์ต้านเอดส์ นอกจากนี้คณะผู้วิจัยยังมีความสนใจที่จะพัฒนากระบวนการสังเคราะห์ที่มีประโยชน์ต่อการสังเคราะห์อัลคาลอยด์ เช่นการใช้สารประกอบในกลุ่มซัลโฟนาไมด์ในการเตรียมไอโซควิโนลิน การใช้สารประกอบ hypervalent iodine การประยุกต์ใช้ปฏิกิริยาไดเมอไรเซชันของแนพทอลในการสังเคราะห์ไดออสไพรอลและไอโซอินโดโลเบนซาเซพีน รวมทั้งศึกษาปฏิกิริยา Ritter ในการเตรียมอนุพันธ์ไอโซควิโนลิน และอิมิดาโซ[5,1-a]ไอโซควิโนลิน
ในด้านงานวิจัยผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ คณะผู้วิจัยได้ทำการศึกษาพืช Mammea siamensis Andrographis paniculata Prismatomeris malayana Jatropha intergerrima และ Polyalthia ceraoides โดยใช้กลวิธีแบบ bioassay-guided fractionation เพื่อให้ได้สารสำคัญที่แสดงฤทธิ์ทางชีวภาพทั้งนี้ได้มุ่งเน้นไปที่ฤทธิ์ต้านมะเร็ง ฤทธิ์ต้านมาเลเรีย และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระนอกจากนี้คณะผู้วิจัยยังมีความสนใจในการศึกษาหาสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติที่มีโครงสร้างใหม่อีกด้วย
ขอบเขตการวิจัย:
โครงการวิจัยนี้มุ่งเน้นการศึกษาและพัฒนากระบวนการสังเคราะห์สารในกลุ่มไพโรลโดยเฉพาะอย่างยิ่ง 3,4-ไดเอริลไพโรลซึ่งเป็นโครงสร้างหลักของสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติทางทะเลหลายชนิด นอกจากนี้คณะผู้วิจัยยังมีความสนใจที่จะศึกษาการใช้สารในกลุ่มซัลโฟนาไมด์และไฮเปอร์เวเลนต์ไอโอดีนและการประยุกต์ใช้ปฏิกิริยาริตเตอร์ และออร์แกโนเมทัลลิก เช่น Suzuki-Miyaura และ Heck ในอินทรีย์เคมีสังเคราะห์
งานวิจัยทางด้านสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติเป็นงานต่อเนื่องมาจากเมธีวิจัยอาวุโส สกว.ครั้งแรก (RTA/01/2540) คณะผู้วิจัยมีความสนใจในการใช้กลวิธี bioassay-guided fractionation ในการศึกษาสารจากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติจากพืช Mammea siamensis Derris reticulata Prismatomeris malayana Eurycoma harmandiana Helixanthera parasitica Jatropha intergerrima และ Polyalthia delibis โดยมุ่งเน้นการประเมินฤทธิ์ต้านมะเร็ง (KB และ HuCCA-1) ฤทธิ์ต้านมาเลเรีย และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ
ผลที่ได้จากการศึกษา:
คณะผู้วิจัยได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนากระบวนการสังเคราะห์สารในกลุ่ม 3,4-diarylpyrroles โดยเฉพาะอย่างยิ่งได้พัฒนากระบวนการสังเคราะห์สารลาเมลลาริน และนิงกาลิน นอกจากนี้ยังได้ศึกษาและพัฒนาการประยุกต์ใช้สารประกอบซัลโฟนาไมด์และไฮเปอร์เวเลนต์ไอโอดีนในการสังเคราะห์อัลคาลอยด์ และการใช้ปฏิกิริยาริตเตอร์ในการเตรียมสารในกลุ่มไอโซควิโนลิน คณะผู้วิจัยยังได้ประสบความสำเร็จในการประยุกต์ใช้สารเอริล อัลฟาคีโตเอสเทอร์ในการสังเคราะห์สารประเภทคูเมสแทน (coumestan) รวมทั้งการนำปฏิกิริยา ซูซูกิ-มิยาอูรา (Suzuki-Miyaura) มาใช้ในการสังเคราะห์สารบูฟลาวิน (buflavine)
คณะผู้วิจัยได้ศึกษาการแยกสารและพิสูจน์เอกลักษณ์สารจากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติดังที่กล่าวข้างต้น ทั้งนี้ยังได้ศึกษาการประเมินฤทธิ์ทางชีวภาพของสารเหล่านี้และพบว่าสารดังกล่าวแสดงฤทธิ์ทางชีวภาพในระดับปานกลางถึงดี
การนำไปใช้ประโยชน์:
องค์ความรู้ที่ได้รับจากงานวิจัยนี้น่าจะมีศักยภาพที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้ในงานวิจัยอื่นๆ กระบวนการสังเคราะห์ที่คณะผู้วิจัยได้พัฒนาขึ้นสามารถนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารอัลคาลอยด์และสารอื่นๆ ในขณะที่สารจากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติที่แยกได้และผ่านการพิสูจน์เอกลักษณ์แล้วนั้นมีศักยภาพในการเป็นสารต้นแบบเพื่อการปรับเปลี่ยนโครงสร้างซึ่งอาจจะนำไปสู่การเพิ่มคุณค่าให้กับผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ

Objective :
Our research program on the synthesis of bioactive heterocycles has focused on pyrroles which are the central core of many naturally occurring products including those of marine origin such as lamellarins, ningalins, and lukianols. These marine natural products exhibit interesting biological activities for anticancer and anti-HIV. In addition, we have also developed a number of synthetic methodologies applicable and potentially useful for the preparation of a wide range of alkaloids. We have explored the synthetic utilities of (1) sulfonamides in the preparation of isoquinolines, (2) hypervalent iodine compounds, (3) organometallic reactions for dimerization of naphthol to give the diospyrol core as well as for the preparation of isoindolobenzazepine, and (4) Ritter reaction for the synthesis of isoquinoline derivatives as well as imidazo[5,1-a]isoquinoline derivatives.
On the front of investigations of some Thai medicinal plants, we plan on expanding our investigation to Mammea siamensis, Andrographis paniculata, Prismatomeris malayana, Jatropha intergerrima, and Polyalthia ceraoides. Our strategy followed that of bioassay-guided fractionation to finally derive at the bioactive component. On the other hand, we also paid particular attention to some novel skeletons from these plants. Our bioassay focused on anticancer, antimalarial and antioxidant activities.
Scope :
Our research program includes the studies and developments of synthetic methodologies for pyrroles with the main emphasis on the 3,4-diarylpyrrole which is the central core of many marine derived natural products. In addition, we explore the synthetic utilities of many reagents such as sulfonamides and hypervalent iodines. We have also looked at the Ritter reaction and organometallic reactions (Suzuki-Miyaura and Heck coupling reactions).
Our work on some Thai medicinal plants is the continuation of the first TRF Senior Research Grant (RTA/01/2540). We are still interested in bioassay-guided fractionation of some Thai medicinal plants which include Mammea siamensis, Derris reticulata, Prismatomeris malayana, Eurycoma harmandiana, Helixanthera parasitica, Jatropha intergerrima, and Polyalthia delibis. We emphasized on the biological evaluations of anticancer (KB and HuCCA-1 cell lines among others), antimalarial, and antioxidant.
Outcome :
At the end of this TRF Senior Research Grant, we have developed a number of synthetic approaches for the synthesis of 3,4-diarylpyrroles, particularly for lamellarins and ningalins. We have developed and found potential use of sulfonamides and hypervalent iodines in the synthesis of various classes of alkaloids. Ritter reaction has proved to be a useful approach for preparing some isoquinolines. We were successful in developing the synthesis and application of aryl alpha-keto esters for coumestan-type compounds. Ullmann and Suzuki-Miyaura cross coupling reactions have been applied for the synthesis of buflavine.
A number of compounds were successfully isolated and characterized from the aforementioned Thai medicinal plants. Their activities were also evaluated and some of them were found to exhibit moderate to good biological activities.
Benefit :
We anticipated that knowledge gained from our research program is potentially applicable to others in the field. Our developed methodologies should find their extensive use in the syntheses of other classes of alkaloids or molecules. The isolated and characterized natural compounds should prove useful as prototype structures for further modifications which may result in value-added products.

URLhttp://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=RTA4480007
Alternate TitleSynthesis of Bioactive Heterocycles and Investigations of someThai Medicinal Plants