Tổng hợp xanh một số aminophosphate mới dựa trên carbazole và hoạt tính sinh học

i BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài TỔNG HỢP XANH MỘT SỐ AMINOPHOSPHATE MỚI DỰA TRÊN CARBAZOLE VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC Mã số đề tài 201 5CNH03 Chủ nhiệm đề tài TS TRẦN NGUYỄN MINH ÂN Đơn vị thực hiện KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC TP HỒ CHÍ MINH, 06 2020 Tp Hồ Chí Minh, ii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Hợp chất 3c cho thấy khả năng kháng nấm C albincans rất mạnh ở 200 µg mL 1(377,78 µM) s.

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài TỔNG HỢP XANH MỘT SỐ AMINOPHOSPHATE MỚI DỰA TRÊN CARBAZOLE VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC Mã số đề tài: 20/1.5CNH03 Chủ nhiệm đề tài: TS TRẦN NGUYỄN MINH ÂN Đơn vị thực hiện: KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC TP HỒ CHÍ MINH, 06.2020 Tp Hồ Chí Minh, … i DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Hợp chất 3c cho thấy khả kháng nấm C.albincans mạnh 200 µg.mL-1(377,78 µM) so sánh với Fluconazole nồng độ 1mg.mL-1 (3265µM) 93 Hình Hợp chất 3h cho thấy khả kháng nấm mạnh S cerevisiae nồng độ 200 µg.mL-1 (455.38 µM) so sánh với Fluconazole, nồng độ mg mL-1 (3265 µM), 3h cho thấy hoạt tính kháng nấm tốt nồng độ 50 100 µg.mL-1 93 Hình Hợp chất 3b cho thấy khả kháng khuẩn tốt, B.megaterium nồng độ 200 µg mL-1(388 µM), kháng trung bình nồng độ 100 µg.mL-1, khơng kháng nồng độ 50 µg mL-1 so sánh với Ampicillin nồng độ mg.mL-1 (5724 µM) 94 Hình Hợp chất 3j cho thấy khả kháng trung bình trở lại B cereus tất nồng độ so sánh với Ampicillin nồng độ mg mL-1 94 Hình Giá trị IC50 3a–j, kháng tế bào ung thư MCF–7 .96 Hình Giá trị IC50 3a–j, kháng tế bào ung thư, A–549 96 Hình Giá trị IC50 3a–j, kháng tế bào ung thư, HeLa 96 Hình Khả ức chế (%) tế bào ung thư, MCF–7 3a-j, nồng độ từ 5-100 μM 97 Hình Khả ức chế (%) tế bào ung thư, A-549 3a-j nồng độ từ 5-100 µM .97 Hình 10 Khả ức chế (%) tế bào ung thư, Hela 3a-j nồng độ từ 5-100 µM 97 Hình 11 Cấu dạng ổn định 3c sau hồn thành docking với C.albincans, tính tốn AutoDockTools-1.5.6rc3 trình bày Discovery Studio 2019 Client .100 Hình 12 Các tương tác cấu dạng ổn định ligand, 3c receptor, 6TZM 101 Hình 13 Các vị trí liên kết cấu trúc 3c với vị trí hoạt động C.albincans, 6TZM, Discovery Studio 2019 101 Hình 14 Bản đồ ligand minh họa Molegro Molecular Viewer 102 Hình 15 Cấu dạng ổn định 3h sau hoàn thành docking với S cerevisiae, 3ET5 102 Hình 16 Các liên kết vị trí hoạt động 3ET5 cấu dạng ổn định 3h 102 Hình 17 Các vị trí liên kết cấu hình ổn định 3h với tâm hoạt động 3ET5 103 Hình 18 Bản đồ ligand 3h 3ET5 103 ii DANH MỤC BẢNG Bảng Hoạt tính kháng nấm hợp chất, 3a-j 77 Bảng Hoạt tính kháng khuẩn hợp chất 3a-j .78 Bảng Các giá trị IC50 3a–j vitro kháng lại dòng tế bào ung thư phổi, MCF–7 79 Bảng Các giá trị IC50 3a–j vitro kháng lại dòng tế bào ung thư vú, A–549 80 Bảng Các giá trị IC50 3a–j vitro kháng lại dòng tế bào ung thư tử cung, Hela .80 Bảng Các kết docking quan trọng pose docking, 3c, 3h, đối chứng dương silico docking 81 Bảng Các kết docking quan trọng docking poses (3a-j) với receptor dòng tế bào ung thư: MCF–7 (6VNN: PDB), A–549 (4ASD), HeLa (5HES) .84 Bảng Giá trị IC50 đầu vào (3a-j) kháng dòng tế bào ung thư người , MCF–7, A– 549, HeLa, thuốc Camptothecin vitro 95 Bảng Các kết docking quan trọng cấu dạng ổn định 3c thuốc Fluconazole với Candida albicans, 6TZM 104 Bảng 10 Các kết đáng tính tốn docking 3h, thuốc, Fluconazole kháng nấm Saccharomyces cerevisiae, 3ET5 .104 Bảng 11 Các docking pose quan trọng 3b and ampicillin kháng Bacillus megaterium bacterium, code, 6NVW .105 Bảng 12 Kết docking docking pose 3a–j đến tâm hoạt động receptor dòng tế bào ung thư vú, MCF–7(6VNN) 106 Bảng 13 Kết docking docking pose 3a–j đến vị trí hoạt động receptor dòng tế bào ung thư phổi, A–549 107 Bảng 14 Kết docking docking pose 3a–j đến vị trí hoạt động receptor dòng tế bào ung thư, HeLa.[a] 108 Bảng 15 Các giá trị IC50 đầu vào 3a-j đối chứng dương kháng trở lại dòng tế bào ung thư MCF–7, A–549, HeLa, vitro .110 iii DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất α- amino phosphate (3a-j) từ carbazole .58 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất trung gian 1, sản phẩm, 3a-j a) Et-Br, KOH, DMSO khô, xúc tác TBAHS, đung hồi lưu 24 h, 91% 1; b) Phản ứng Vilsmeier Haack: DMF (khan) CH2Cl2; POCl3 ClCH2CH2Cl, N, đun hồi lưu, 48 h, NaOH, 95% 2; c) Kabachnik-Fields: 9– ethyl–9H–carbazole–3–carbaldehyde (1 mmol), diethyl phosphite (1.3 mmol), analogue primary aromatic amine (1 mmol), PEG–400 catalyst (0.38 % mol), 100 oC, 6–7 h, 3a-j: 84-91% 67 iv HÌNH PHỤ LỤC Hình Cấu dạng ổn định Fluconazole sau hoàn thành docking với nấm C.albincans, (6TZM: PDB), xây dựng mơ hình DSC Client 2019 116 Hình Sự tương tác amino acid lại 6TZM với cấu dạng bền Fluconazole 116 Hình Sự tương tác amino acid lại, Thr-426, Asn-444, Asp-445 Asn-476 6TZM với Fluconazole 117 Hình Các tương tác nguyên tử hoạt tính receptor (6TZM) cấu dạng bền (Fluconazole) sơ đồ 2D 117 Hình Bản đồ ligand tương tác bậc hai Fluconazole 6TZM 118 Hình Cấu dạng Fluconazole sau hồn thành tính tốn docking với Saccharomyces cerevisiae 118 Hình Sự tương tác amino acid 3ET5 với cấu trúc bền Fluconazole 118 Hình Các tâm hoạt động liên kết ligand-receptor, 3ET5 sơ đồ 2D .119 Hình Sự tương tác amino amin cịn lại 3ET5: Ser-164, Val-165 Arg-147 với tâm hoạt động Fluconazole 119 Hình 10 Bản đồ ligand tương tác thứ cấp Fluconazole 3ET5 sơ đồ 2D 120 Hình 11 Cấu dạng ổn định 3b sau docking với Bacillus megatherium, 6NVW 120 Hình 12 Sự tương tác amino acid lại 6NVW với cấu trúc ổn định 3b 121 Hình 13 Các tâm hoạt động liên kết từ ligand, 3b đến (6NVW) gồm tương tác liên kết .121 Hình 14 Sự tương tác amino acid lại 6NVW cấu dạng 3b 122 Hình 15 Bản đồ ligand cho thấy tương tác thứ cấp 3b 6NVW .122 Hình 16 Cấu dạng ổn định Ampicillin sau docking với Bacillus megatherium .123 Hình 17 Sự tương tác amino acid cịn lại 6NVW với cấu trúc ổn định Ampicillin sơ đồ 3D 123 Hình 18 Các tâm hoạt động (6NVW) cấu dạng ổn định Ampicillin .124 Hình 19 Sự tương tác amino acid lại 6NVW : Gln-23, Asn-462, Arg-266 Arg381 với tâm hoạt động Ampicillin .124 Hình 20 Bản đồ ligand tương tác thứ cấp cấu dạng ampicillin 6NVW 125 v Hình 21 Phổ 1H NMR 126 Hình 22 Mass spectrum 127 Hình 23 Phổ IR 128 Hình 24 Phổ khối lượng 129 Hình 25 Phổ khối 130 Hình 26 Phổ IR 3a 131 Hình 27 Phổ 1H NMR 3a .132 Hình 28 Phổ 1H NMR 3a, phổ giãn rộng: 1.00–2.70 ppm 133 Hình 29 Phổ 1H NMR 3a, giãn rộng: 3.40–5.30 ppm .134 Hình 30 Phổ 1H NMR 3a, giãn rộng: 6.60–8.50 ppm 135 Hình 31 Phổ 13C NMR 3a 136 Hình 32 Phổ 31P NMR 3a, at δ = 24.767 ppm 137 Hình 33 Phổ IR spectrum 3b 138 Hình 34 Phổ 1H NMR 3b 139 Hình 35 Phổ 1H NMR 3b, giãn rộng: 0.70–1.50 ppm 140 Hình 36 Phổ 1H NMR 3b, giãn rộng: 3.40–5.10 ppm 141 Hình 37 Phổ 1H NMR 3b, giãn rộng: 6.30–8.40 ppm .142 Hình 38 Phổ 13C NMR 3b 143 Hình 39 Phổ 31P NMR 3b, at δ = 24.189 ppm 144 Hình 40 Phổ IR 3c 145 Hình 41 Phổ 1H NMR 3c 146 Hình 42 Phổ 1H NMR 3c, giãn rộng: 0.90–2.50 ppm 147 Hình 43 Phổ 1H NMR 3c, giãn rộng: 3.40–5.20 ppm 148 Hình 44 Phổ 1H NMR 3c, giãn rộng: 6.20–8.70 ppm .149 Hình 45 Phổ 13C NMR 3c 150 Hình 46 Phổ 31P NMR 3c, δ = 24.265 ppm .151 Hình 47 Phổ IR 3d 152 vi Hình 48 Phổ 1H NMR 3d 153 Hình 49 Phổ 1H NMR 3d, giãn rộng: 0.85–2.05 ppm .154 Hình 50 Phổ 1H NMR 3d, giãn rộng: 3.00–6.40 ppm 155 Hình 51 Phổ 1H NMR 3d, giãn rộng: 6.50–9.00 ppm .156 Hình 52 Phổ 13 C NMR 3d 157 Hình 53 Hình 31P NMR 3d, δ =23.130 ppm .158 Hình 54 Phổ IR 3e 159 Hình 55 Phổ 1H NMR 3e 160 Hình 56 Phổ 1H NMR 3e, giãn rộng: 0.4–2.00 ppm 161 Hình 57 Phổ 1H NMR spectrum 3e, giãn rộng: 2.60–4.80 ppm .162 Hình 58 Phổ 1H NMR 3e, giãn rộng: 5.10–8.90 ppm 163 Hình 59 Phổ 13C NMR 3e 164 Hình 60 Phổ 31P NMR 3e, δ = 24.70 ppm 165 Hình 61 Phổ IR spectrum 3f .166 Hình 62 Phổ 1H NMR 3f 167 Hình 63 Phổ 1H NMR 3f, giãn rộng: 0.9–1.6 ppm 168 Hình 64 Phổ 1H NMR 3f, giãn rộng: 3.10–5.90 ppm 169 Hình 65 Phổ 1H NMR 3f giãn rộng: 6.20–8.30 ppm .170 Hình 66 Phổ 13C NMR 3f 171 Hình 67 Phổ 31P NMR 3f, δ = 23.435 ppm 172 Hình 68 Phổ IR 3g 173 Hình 69 Phổ 1H NMR c 3g 174 Hình 70 Phổ 1H NMR 3g, giãn rộng: 0.20–1.50 ppm .175 Hình 71 Phổ 1H NMR 3g, giãn rộng: 2.90–5.50 ppm .176 Hình 72 Phổ 1H NMR 3g, giãn rộng: 6.00– 8.30 ppm 177 Hình 73 Phổ 13 C NMR spectrum 3g 178 Hình 74 Phổ 31P NMR 3g, δ = 24.230 ppm 179 vii Hình 75 Phổ IR spectrum of compound 3h .181 Hình 76 Phổ 1H 3h 181 Hình 77 Phổ 1H NMR 3h, giãn rộng: 0.90– 1.50 ppm 182 Hình 78 Phổ 1H NMR 3h, giãn rộng: 3.20– 5.10 ppm 183 Hình 79 Phổ 1H NMR 3h, giãn rộng: 5.90– 8.30 ppm 184 Hình 80 Phổ 13C NMR 3h 185 Hình 81 Phổ 31P NMR 3h, δ = 23.560 ppm 186 Hình 82 Phổ IR spectrum 3i .187 Hình 83 Phổ 1H NMR 3i 188 Hình 84 Phổ 1H NMR spectrum 3i, giãn rộng: 0.60–2.10 ppm 189 Hình 85 Phổ 1H NMR 3i, giãn rộng: 3.40–5.40 ppm .190 Hình 86 Phổ 1H NMR 3i, giãn rộng: 6.40–8.40 ppm .191 Hình 87 Phổ 13C NMR spectrum giãn rộng 3i .192 Hình 88 Phổ 31P NMR 3i, δ = 23.680 ppm .193 Hình 89 Phổ IR spectrum 3j .194 Hình 90 Phổ 1H NMR 3j 195 Hình 91 Phổ 1H NMR 3j, giãn rộng: 0.30–1.50 ppm .196 Hình 92 Phổ 1H NMR 3j, giãn rộng: 2.40–5.60 ppm 197 Hình 93 Phổ 1H NMR 3j, giãn rộng: 6.10–8.30 ppm .198 Hình 94 Phổ 13C NMR 3j 199 Hình 95 Phổ 31P NMR 3j, δ = 24.642 ppm 200 viii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH II DANH MỤC BẢNG III DANH MỤC SƠ ĐỒ IV HÌNH PHỤ LỤC V MỤC LỤC IX LỜI CÁM ƠN 55 PHẦN I THÔNG TIN CHUNG .56 PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 64 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 64 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu .64 1.2 Hiện trạng cơng trình nghiên cứu liên quan đến đề tài 65 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 67 2.1 Nguyên liệu hóa chất 67 2.2 Qui trình 67 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 72 3.1 Kết phân tích hóa lý 72 3.2 Hoạt tính sinh học: 77 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111 REFERENCES .112 PHỤ LỤC 116 ix LỜI CÁM ƠN Chúng xin chân thành cảm ơn Quỹ nghiên cứu khoa học IUH, Ban lãnh đạo IUH, Lãnh đạo khoa Cơng nghệ Hóa học, Phịng thí nghiệm Khoa Cơng nghệ Hóa học, thành viên đề tài giúp tơi hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học Cảm ơn thành viên nhóm nghiên cứu: PGS.TS Nguyễn Văn Cường, ThS.NCS Nguyễn Minh Quang, PGS.TS Trương Vũ Thanh, TS Mahboob Alam động viên giúp đỡ mặt tinh thần để hồn thành cơng trình nghiên cứu Trang 55 PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng quát 1.1 Tên đề tài: Tổng hợp xanh số aminophosphate dựa carbazole hoạt tính sinh học 1.2 Mã số: 20/1.5CNH03 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài Họ tên Đơn vị cơng tác TT Vai trị thực đề tài (học hàm, học vị) TS Trần Nguyễn Minh Ân Khoa Cơng nghệ hóa học Chủ nhiệm ThS NCS Nguyễn Minh Quang Khoa Cơng nghệ hóa học Thành viên 1.4 Đơn vị chủ trì: Khoa Cơng nghệ Hóa học, Đại học Cơng nghiệp Tp.HCM 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 03 năm 2020 đến tháng 02 năm 2021 1.5.2 Gia hạn (nếu có): Khơng 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 03 năm 2020 đến tháng 06 năm 2020 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 50 triệu đồng II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề Các hợp chất hữu phosphate tìm thấy loạt ứng dụng lĩnh vực nơng nghiệp, hóa học cơng nghiệp dược phẩm Tính chất vật lý, hóa học tiện ích chúng chất trung gian tổng hợp hữu Nhóm hợp chất có quan tâm nhà khoa học giới phương pháp tổng hợp[1] hoạt tính sinh học đa dạng: ức chế enzyme[2], kháng tế bào ung thư[3-4], kháng oxi hóa[5], kháng khuẩn, nấm[6] Các phương pháp tổng hợp đa dạng, dễ thực hiệu suất phản ứng cao Tiếp tục nghiên cứu vấn đề tồn báo trước nhóm nghiên cứu chúng tơi, [5] đề tài nghiên cứu tiến hành tổng hợp dẫn xuất α-aminophosphate phương pháp tiếp cận xanh từ carbazole, diethyl phosphile amin bậc thông qua phản ứng thành phần-Kabachnik–Fields Tiến hành sàng lọc ảo cấu Trang 56 trúc mơ hình docking phân tử sở tiến hành thực nghiệm tổng hợp cấu trúc αamino acid phosphate, xác định cấu trúc phương pháp phổ hồng ngoại (IR), cộng hưởng từ hạt nhân (1H,13C 31P) thử nghiệm số hoạt tính kháng khuẩn, nấm kháng tế bào ung thư Mục tiêu 2.1 Mục tiêu tổng quát: Tổng hợp dẫn xuất α- amino phosphate từ carbazole phát dẫn xuất có hoạt tính cao ức chế tế bào ung thư thuốc hiệu cho nông nghiệp bảo quản thực phẩm 2.2 Mục tiêu cụ thể: − Tổng hợp 9-ethyl-9H-carbazole (1) từ carbazole; 9-Ethyl-9H-carbazole-3-carbaldehyde (2); − Tổng hợp sản phẩm (3a-j), sơ đồ 1; − Xác định cấu trúc (3a-j) phương pháp hóa lý như: phổ hồng ngoại, cộng hưởng từ hạt nhân 1H, 13C 31P; − Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn nấm sản phẩm (3a-j): Kháng nấm: S.cerevisiae C.albicans; Kháng khuẩn: B megaterium, B cereus E.coli; − Thử nghiệm hoạt tính kháng tế bào ung thư dịng tế bào ưng thư người theo phương pháp MTT: MCF-7, A549 Hela; − Tiến hành docking cấu trúc có hoạt tính cao vitro kháng lại vi khuẩn, nấm; − Tiến hành silico molecular docking hợp chất (3a-j); − Viết công bố 01 công quốc tế SCI SCIE − Báo cáo tổng kết nghiệm thu Trang 57 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất α- amino phosphate (3a-j) từ carbazole Phương pháp nghiên cứu Thực nghiệm kết hợp mô sinh học (trong silico molecular docking) − Đọc tổng quan tài liệu, thiết kế thực nghiệm xây dựng kế hoạch thực nghiệm; − Tổng hợp phân tích sản phẩm; − Khảo sát hoạt tính sinh học: kháng khuẩn, nấm bào ung thư với hợp chất sản phẩm − Tiến hành silico molecular docking với cấu trúc sản phẩm; − Đánh giá kết nghiên cứu; − Viết gửi quốc tế; − Viết báo cáo tổng kết, nghiệm thu hoàn thành hợp đồng Tổng kết kết nghiên cứu 4.1 Nội dung 1: Đã tiến hành thực nghiệm sàng lọc ảo: silico molecular docking ligand sản phẩm với dòng tế bào ưng thư MCF-7, A-549 Hela 4.2 Nội dung 2: Tổng hợp thành công xác định cấu trúc trung gian (1-2) sản phẩm (3a-j); 4.3 Nội dung 3: Đã tiến hành phân tích đánh giá hoạt tính sinh học mẫu sản phẩm (3a-j) Trang 58 Đánh giá kết đạt kết luận Tổng hợp 10 α-amino phosphate mới, hiệu suất phản ứng tổng hợp từ 85 ÷ 91% theo hướng tiếp cận xanh hơn, sàng lọc vitro kháng khuẩn, nấm kháng tế bào ung thư tiến hành silico molecular docking model cấu trúc có hoạt tính cao với hoạt tính kháng khuẩn nấm; Hợp chất (3c) (3h) kháng mạnh nấm Candida albicans Saccharomyces cerevisiae tương ứng nồng độ 200 μg.mL-1 Các kết nghiên cứu docking số hợp chất có hoạt tính cao vitro với vi khuẩn, nấm cho thấy: (3c)> (3h)> Fluconazole Trong docking chứng minh liên kết quan trọng cấu trúc receptor: liên kết hydro hình thành từ tâm hoạt động receptor với nhóm dietyl phosphate nguyên tử hydro liên kết N-H nhóm amine bậc hai Các hợp chất (3c), (3f) (3i) hoạt tính ức chế mạnh trở lại dịng tế bào ung thư HeLa kết hoàn toàn vitro Giá trị IC50 (3f) kháng lại tế bào ung thư HeLa vitro số chất ức chế, Ki tương đương số hợp chất có hoạt tính cao Trong docking với dòng tế bào ung thư liên kết hydro hình thành từ hầu hết residual amino acid receptor với nguyên tử oxy liên kết đơi O=P, ngun tử oxy nhóm ethoxy nguyên tử nitơ hydro nhóm N-H ligand Chúng hình thành từ residual amino acid receptor đến nguyên tử Flo nhóm CF3 với 3i Các hợp chất (3a), (3c) (3h) cho thấy khả ức chế mạnh trở lại dòng tế bào ung thư MCF-7 Hợp chất (3c), (3e) (3h) ức chế cao dòng tế bào ung thư A-549 Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) 10 α-amino phosphate theo hướng tiếp cận xanh dựa xúc tác xanh PEG-400 thông qua phản ứng Kabachnik Fields từ carbazole tổng hợp, sàng lọc hoạt tính kháng khuẩn, nấm kháng tế bào ung thư silico molecular docking model với cấu trúc có hoạt tính cao kháng khuẩn nấm Hiệu suất phản ứng tổng hợp từ 85 ÷ 91% Hợp chất (3c) (3h) kháng mạnh trở lại nấm Candida albicans nấm Saccharomyces cerevisiae tương ứng nồng độ 200 μg.mL-1 Các kết nghiên cứu silico molecular docking model số hợp chất có hoạt tính cao với vi khuẩn, nấm: (3c)> (3h)> Fluconazole Hợp chất (3c) cho thấy ức chế mạnh trở lại nấm Candida albicans silico molecular docking model kết hoàn toàn nghiên cứu Các hợp chất (3c), (3f) (3i) hoạt tính ức chế mạnh trở lại dòng tế bào ung thư HeLa kết hoàn toàn Giá trị IC50 (3f) kháng HeLa số chất ức chế, Ki tương đương số hợp chất có hoạt tính cao cao Trong silico docking model: liên kết hydro hình thành từ hầu hết residual amino acid receptor dòng tế bào ung thư đến nguyên tử oxy liên kết đôi O=P, N H nhóm N-H Chúng hình thành từ residual amino acid receptor đến nguyên tử Flo nhóm CF3 với (3i) Các hợp chất (3a), (3c) (3h) cho thấy khả ức chế mạnh trở lại dòng tế bào ung thư MCF-7 Trang 59 Hơp chất (3c), (3e) (3h) ức chế cao dòng tế bào ung thư A-549 vitro Đã công bố 01 báo khoa học quốc tế tạp chí Chemselect, Q2,IF 1.716: Tran Nguyen Minh An*, Nguyen Van Cuong Nguyen Minh Quang Truong Vu Thanh Mahboob Alam, Green Synthesis Using PEG-400 Catalyst, Antimicrobial Activities, Cytotoxicity and In Silico Molecular Docking of New Carbazole Based on α-Aminophosphonate, Chemselect, 2020, 25(21), 6339-6349 https://chemistryeurope.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/slct.202000855 New analog α–amino phosphate series with high yield through an effective and environmentally friendly protocol using the PEG-400 catalyst via Kabachnik-Fields has been reported They were performed to screen antimicrobial activities by the dish diffusion method, anticancer against MCF7, A-549, and HeLa human cancer cell lines by MTT assay, and carried out in silico molecular docking by Avogadro, AutoDockTools, Discovery Studio 2019 Client, and Molegro Molecular Viewer packages The 3c and 3h displayed excellent inhibition against Candida albicans and Saccharomyces cerevisiae fungi, respectively The molecular docking model indicated the reasonable explanations between the receptor and bioactive compounds in vitro of 3c, 3h, and 3b The 3c was shown as an excellent inhibitor against Candida albicans, which was a new result in vitro and in silico molecular docking model The 3c, 3f, and 3i pointed out excellent inhibitions against HeLa cell lines and new anticancer results of α–amino phosphate compounds The docking studies of structures against receptors of three human cancer cell lines were conducted and recommended that the hydrogen bonds only formed from active sites of receptors to oxygen atom of the ethoxy group, nitrogen and hydrogen atoms of N-H group, oxygen atom of the P=O double bond group, and the fluorine atoms of the CF3 group in 3i for calculated docking of the receptors of bacteria, fungi, and cancer cell lines to all ligands III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo 3.1 Kết nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3) Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu TT Tên sản kinh tế - kỹ thuật phẩm Đăng ký Đạt Trang 60 01 báo khoa học quốc tế tạp chí Chemselect, Q2,IF 1.716: Tran Nguyen Minh An*, Nguyen Van Cuong Bài báo Nguyen Minh Quang Truong Vu Thanh Mahboob Alam, quốc tế tạp 01 SCI/SCIE chí Green Synthesis Using PEG-400 Catalyst, Antimicrobial Activities, Cytotoxicity and In Silico Molecular Docking of New Carbazole Based on α-Aminophosphonate, Chemselect, SCI/SCIE 2020, 25(21), 6339-6349.https://chemistry- europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/slct.202000855 3.2 Kết đào tạo Thời gian TT Họ tên thực đề tài Tên đề tài Đã bảo vệ Tên luận văn Cao học Học viên cao học: Khơng đăng ký IV Tình hình sử dụng kinh phí Đơn vị tính: triệu đồng Nội dung Tổng số Nguồn vốn Ngân sách SNKH&CN TT Trong Các Kinh Tỷ lệ khoản chi phí (%) đó, Tổng số khoản chi theo quy 11 Trong đó, đó, Năm khoản Năm khoản thứ chi thứ chi theo hai theo định 5=7+9+ Trong quy quy định định Tự Khá có c 11 12 6= 8+10+ 12 Trang 61 10 Nguyên vật liệu 15 30% 15 0% 35 70% 35 50 100% 50 15 0 0 lượng Thuê thiết bị, máy móc Cơng lao động Tổng cộng 35 50 0 0 Nguyên vật liệu lượng: 15 triệu đồng: Chi theo hóa đơn Cơng lao động: 35 triệu đồng: Chi chủ nhiệm thành viên V Kiến nghị (về phát triển kết nghiên cứu đề tài) Công trình nghiên cứu nhóm thiết kế, tổng hợp, sàng lọc vitro silico docking model dẫn xuất α-amino phosphate dựa Carbazole thông qua Kabachnik sử dụng thu hồi PEG-400 VI Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) Bộ liệu lượng cấu dạng cấu dạng sản phẩm (3a-j) theo phương pháp học phân tử: MM2 bao gồm: • Bảng Cột (a), (b) (c): tín tốn tối ưu hóa cấu trúc (3a-j) phương pháp học phân tử thông qua phần mềm Avogadro bao gồm cấu dạng tối ưu giá trị tổng số lượng Bộ liệu biến thiên lượng tự nhỏ cấu dạng tối hưu (3a-j)-ligand receptor; ∆𝐺𝑙𝑖𝑔𝑎𝑛𝑑−𝑟𝑒𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜𝑟; Số lượng liên kết hydrogen; đặc tính liên kết hydrogen; Bộ liệu thể tương tác hydrogen ligand - receptor; Bộ liệu đồ ligand cho thấy tương tác bậc hai ligand protein-receptor: • Bảng Các kết docking quan trọng pose docking, 3c, 3h, đối chứng dương silico docking; • Bảng Các kết docking docking poses (3a-j) với receptor dòng tế bào ung Trang 62 thư: MCF–7 (6VNN: PDB), A–549 (4ASD), HeLa (5HES); • Bảng Giá trị IC50 đầu vào (3a-j) kháng trở lại dòng tế bào ung thư người , MCF–7, A–549, HeLa, thuốc Camptothecin vitro; • Bảng Các kết docking quan trọng cấu dạng ổn định 3c thuốc Fluconazole với nấm Candida albicans, 6TZM; • Bảng 10 Các kết đáng ý tính tốn docking 3h, thuốc, Fluconazole kháng trở lại nấm Saccharomyces cerevisiae, 3ET5; • Bảng 11 Các docking pose quan trọng 3b and ampicillin kháng Bacillus megaterium bacterium, code, 6NVW; • Bảng 12 Kết docking docking pose 3a–j đến vị trí hoạt động receptor protein đích dịng tế bào ung thư vú, MCF–7(6VNN); • Bảng 13 Kết docking docking pose 3a–j đến vị trí hoạt động receptor protein đích dịng tế bào ung thư phổi, A–549; • Bảng 14 Kết docking docking pose 3a–j đến vị trí hoạt động receptor protein đích dịng tế bào ung thư, HeLa Bộ liệu kết phổ nghiệm chất (1-2) (3a-j): IR, NMR: • Chương 3: Trang 18-23; Các bảng liệu phân tích phổ: IR, 1H, 13C, 31P: Hình phụ lục từ Hình 21-95 Bộ liệu kết thử nghiệm hoạt tính sinh học: khuẩn, tế bào ung thư: • Bảng Hoạt tính kháng nấm hợp chất, 3a-j; • Bảng Hoạt tính kháng khuẩn hợp chất 3a-j; • Bảng Các giá trị IC50 3a–j vitro kháng lại dòng tế bào ung thư phổi, MCF–7; • Bảng Các giá trị IC50 3a–j vitro kháng lại dòng tế bào ung thư vú, A–549; • Bảng Các giá trị IC50 3a–j vitro kháng lại dòng tế bào ung tử cung, Hela; • Bảng 15 Các giá trị IC50 đầu vào 3a-j đối chứng dương kháng trở lại dòng tế bào ung thư MCF–7, A–549, HeLa, vitro Tp HCM, ngày 17 tháng 06 năm 2020 Chủ nhiệm đề tài TS TRẦN NGUYẾN MINH ÂN Phòng QLKH&HTQT PGS.TS ĐÀM SAO MAI Trang 63 KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN CƯỜNG PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Các phosphonate α-amino diester amino phosphonic acid đối tượng quan trọng, hợp chất sinh học có giá trị chúng có cấu trúc tương tự acid amin, peptide, phốt phát tự nhiên hóa sinh thú vị gần đây[7-8] Chiến lược tổng hợp hoạt động sinh học số dẫn xuất hữu photpho báo cáo nhiều báo tổng kết phương pháp tổng hợp hoạt tính sinh học với tần suất cao, dễ dàng tổng hợp, cô lập hiệu suất cao, hoạt tính sinh học đa dạng tiêu biểu[5,9-10] Các hoạt tính sinh học mà chúng tơi thực nghiên cứu có tính tiềm cao việc nghiên cứu tổng hợp số thuốc hữu phosphote có khả kháng nấm nông nghiệp[6], kháng vi khuẩn,[11] kháng tế bào ung thư,[3-4,12-14] tác chất kháng oxy hóa,[5] chất ức chế enzyme liên quan đến chuyển hóa acid amin peptide,[2] UDP-galactopyranose mutase,[15] ức chế renin huyết tương người.[16] Nhiều phương pháp tổng hợp amino phosphonate thực hiện, phương pháp tổng hợp thông qua phản ứng Kabachnik-Field (K.F) hiệu với phản ứng thành phần, dẫn xuất amine, aldehyde diethylphosphate có diện xúc tác magnesium perchlorate, Mg(ClO4)2 cho hiệu suất cao sản phẩm α- amino phosphonate.[17] Các xúc tác dị thể, xúc tác rắn áp dụng cho phản ứng để thu suất cao, antichony trichloride hấp phụ aluminium, coban chiloride,[17] sắt (III) chloride, FeCl3[18] zirconi (IV),[19] titan dioxide thương mại điều kiện dung mơi,[20] sulfamic acid.[21] Một số chất lanthanide triflate xúc tác môi trường chất lỏng ion tạo thành sản phẩm tiến hành dễ dàng để tái sử dụng chất xúc tác rắn.[22] Acid Brønsted xúc tác cho sản phẩm có độ chọn lọc đối phân cao.[23] Các oxit sắt nano siêu từ tính điều kiện khơng có dung mơi thực thu hồi xúc tác.[24] Natri dodecyl sulfate nước, acid Lewis chất hoạt động bề mặt hỗ trợ để tạo acid amin photphonic diester qua Kabachnik-Field.[25], xúc tác chuyển pha áp dụng tổng hợp αhydroxyphosphonates làm chất trung gian phản ứng Kabachnik Field, chứng minh hình thành phản ứng thuận nghịch.[26] Các chất xúc tác đồng thể sử dụng cho phản ứng KabachnikField KHSO4 điều kiện không dung môi nhiệt độ phịng, có hiệu suất trung bình.[27] Hiện xúc tác rắn quan tâm với tần suất cao, hiệu rẻ tiền, dễ thu hồi, polyethylen glycol400 (PEG-400) chất xúc tác xanh, môi trường phản ứng xanh, rẻ tiền, không độc hại, tái sử dụng, thời gian phản ứng ngắn, hiệu suất cao phản ứng thân thiện với môi trường, cách tiếp cận xanh hơn, môi trường phản ứng thay môi trường để tổng hợp rộng rãi loạt nhóm chức hữu quan trọng vật liệu phân hủy sinh học [28-29] PEG-400 thực vai trò xúc tác quan trọng cho phản ứng cộng Michael, dung môi lỏng không ion,[30] phản ứng ghép cặp Suzuki, phản ứng Suzukie Miyaura,[31] cộng nucleophile diethyl phosphonic acid vào C = N, liên kết đôi Trang 64 giai đoạn trung gian phản ứng Kabachnik Field hình thành hợp chất C-P tiêu biểu có mặt PEG400 cho hiệu suất cao, dễ tách sản phẩm, thu hồi xúc tác dễ dàng.[32-33] Cách tiếp cận sử dụng PEG400 xúc tác rẽ tiền, dễ thu hồi công bố 01 báo cáo trước chúng tôi, tổng hợp α-amino dẫn xuất phosphonate dựa carbazole thông qua phản ứng Kabachnik Field cho thấy hợp chất có hoạt tính kháng nấm S.cerevisiae 25 μM mạnh cấu trúc có hoạt tính kháng oxi hóa mạnh ascobic acid, có IC50 2.19 μM giải thích mối quan hệ cấu trúc hoạt tính dựa mơ hình docking phân tử,[5] vần đế quan tâm tính hữu ích PEG-400 tổng hợp hữu hình thành liên kết hữu khơng kinm loại, hoạt tính kháng tế bào ung thư thuốc mới, vấn đề nóng sở liệu lớn (big data) hoạt tính sinh học đa dạng nhóm hợp chất α-amino phosphonate tiếp tục nghiên cứu sâu hơn, tổng hợp dẫn xuất -amino phosphonate, in silico docking, in vitro hoạt tính kháng khuẩn, nấm kháng tế bào ung thư tìm mối quan hệ cấu trúc hoạt tính [34] 1.2 Hiện trạng cơng trình nghiên cứu liên quanđến đề tài 1.2.1 Tình hình nghiên cứu quốc tế Đã có nhiều cơng bố lĩnh vực hóa học nông nghiệp, công nghiệp dược phẩm.[1-2,4,12] tập trung công bố nhiều phương pháp tổng hợp thông qua phản ứng Kabachnik sử dụng nhiều xúc tác khác nhau: acid base Lewic, xúc tác chuyển pha, tổng hợp không dung môi, chất lỏng ion, acid-base Brønsted báo cáo hiệu suất phản ứng tổng hợp.[18,22,25,35] Các cơng trình nghiên cứu hoạt tính kháng tế bào ung thư, đánh giá mối quan hệ cấu trúc hoạt tính nhóm chức chưa có nhiều, công bố hướng tổng hợp silico docking model 1.2.2 Tình nghiên cứu nước: Các báo cáo nước khơng có báo cáo tổng hợp amino acid phosphate thông qua phản ứng Kabachnik 1.2.3 Đánh giá kết cơng trình nghiên cứu công bố Các báo cáo tổng hợp aminophosphate có nhiều cơng bố liên quan liên quan đến vai trò xúc tác acid base Lewic, xúc tác rắn, chất lỏng ion, không dung môi, siêu tới hạn, siêm âm nhiên số điểm chung nghiên cứu sử dụng xúc tác đắt tiền, xúc tác acid-base Bronted không thân thiện môi trường, sử dụng nhiều nguyên tố phản ứng xanh, hiệu suất không cao thời gian phản ứng kéo dài, tính chọn lọc lập thể khơng cao Giữa loại xúc tác khác PEG-400 xúc tác tìm hiệu suất cao cho nhiều phản ứng tổng hợp quan trọng thiếu Suzuki, Heck, cộng Michael, Kabachnik phản ứng khó thực dung mơi xanh cho nhiều phản ứng quan trọng hình thành loại liên kết CC, C-P, C-X, chọn xúc tác rẽ tiền, dễ thực kinh nghiệm nhóm nghiên Trang 65 cứu sử dụng công bố trước Chúng nhận thấy số lượng mol xúc tác sử dụng không cao, phản ứng thời gian ngắn, độ chọn lọc cao ưu điểm để tạo liên kết C-P thông qua phản ứng Kabachnik Fields Trang 66 ... nhiều báo tổng kết phương pháp tổng hợp hoạt tính sinh học với tần suất cao, dễ dàng tổng hợp, cô lập hiệu suất cao, hoạt tính sinh học đa dạng tiêu biểu[5,9-10] Các hoạt tính sinh học mà chúng... cứu Trang 55 PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng qt 1.1 Tên đề tài: Tổng hợp xanh số aminophosphate dựa carbazole hoạt tính sinh học 1.2 Mã số: 20/1.5CNH03 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên... dược phẩm Tính chất vật lý, hóa học tiện ích chúng chất trung gian tổng hợp hữu Nhóm hợp chất có quan tâm nhà khoa học giới phương pháp tổng hợp[ 1] hoạt tính sinh học đa dạng: ức chế enzyme[2],