Nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất mới của dị vòng 4(3H)-Quinazolinon) có tác dụng sinh học

Nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất mới của dị vòng 4(3H)-Quinazolinon) có tác dụng sinh học

Công trình được hoàn thành tại:

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN NGỌC VINH

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT MỚI

CỦA DỊ VÒNG 4(3H)-QUINAZOLINON

CÓ TÁC DỤNG SINH HỌC

Chuyên ngành: Công nghệ Dược phẩm và Bào chế

Mã số: 3 02 01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

TP HỒ CHÍ MINH – 2007

Người hướng dẫn khoa học:

PGS TS TRƯƠNG THẾ KỶ

Phản biện 1: GS.TSKH Trần Văn Sung

Viện Hóa Học – Viện KHCNVN

Phản biện 2: PGS.TS Hoàng Minh Châu

Đại học Y Dược TP.HCM

Phản biện 3: PGS.TS Đỗ Hữu Nghị

Trường Đại học Dược Hà Nội

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước Tổ chức tại ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH

Vào hồi 8 giờ, ngày 27 tháng 11 năm 2007

Có thể tìm hiểu luận án tại:

Thư viện Quốc Gia Việt Nam

Thư viện Khoa học Tổng hợp TP Hồ Chí Minh

Thư viện Đại Học Y Dược TP Hồ Chí Minh

1 Nguyễn Ngọc Vinh, Trương Thế Kỷ, Tô Thị Kim Quyên

(11-2005), “Tổng hợp dẫn chất

3-(hydrazino-2-oxoethyl)-4(3H)-quinazolinon”, Tuyển tập các công trình Hội Nghị khoa học và công nghệ hóa hữu cơ toàn Quốc lần thứ ba,

Hà Nội, Việt Nam, tr 189-192

2 Nguyễn Ngọc Vinh, Trương Thế Kỷ, Phạm Nguyễn Diễm Trúc

(11-2005), “Tổng hợp dẫn chất quinazolinon”, Tuyển tập các công trình Hội Nghị khoa học và công nghệ hóa hữu cơ toàn Quốc lần thứ ba, Hà

3-amino-2-methyl-4(3H)-Nội, Việt Nam, tr 193-196

3 Phạm Thị Thanh Mỹ, Chu Đình Kính, Nguyễn Phương Chi,

Nguyễn Ngọc Vinh (2006), “Khảo sát cơ chế phá mảnh

phổ khối các dẫn chất quinazolinon”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, tập

3-amino-2-methyl-4(3H)-11, số 3, tr 69 – 74

4 Nguyen Ngoc Vinh, Truong The Ky, Pham Nguyen Diem Truc,

Chu Dinh Kinh, Pham Thi Thanh My (2005), “Synthesis

of novel derivatives of quinazolinon”, Proceeding of Pharma Indochina IV, Ho

3-amino-2-methyl-4(3H)-Chi Minh City, Vietnam , volume 2, pp 330-333

5 Nguyen Ngoc Vinh, Truong The Ky, To Thi Kim Quyen, Chu

Dinh Kinh, Pham Thi Thanh My (2005), “Synthesis of

novel derivatives of quinazolinone”, Proceeding of Pharma Indochina IV, Ho

3-(3-Hydrazino-2-oxoethyl)-4(3H)-Chi Minh City, Vietnam, volume 1, pp 194-195

6 Pham Thi Thanh My, Chu Dinh Kinh, Nguyen Ngoc Vinh,

Truong The Ky, To Thi Kim Quyen, Pham Nguyen Diem

Truc (2005), “Several NMR characteristics of quinazolinone system”, Advances in Natural Sciences,

4(3H)-Vol 9, No 2, pp 191-203

GIỚI THIỆU LUẬN ÁN

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Nhóm các hợp chất mang nhân 4(3H)-quinazolinon là nhóm các

hợp chất được quan tâm nhiều nhất trong hệ dị vòng quinazolin, hệ

dị vòng ngưng tụ giữa vòng benzen và vòng pyrimidin

Hiện nay, các dẫn chất quinazolinon được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm do có các tác dụng sinh học phong phú như: tác dụng an thần gây ngủ, tác dụng giảm đau, tác dụng chống động kinh, tác dụng làm mềm cơ, tác dụng kháng khuẩn, tác dụng trị tiểu đường, tác dụng chống viêm, tác dụng chống ung thư…

Thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất mới của dị vòng 4(3H)-quinazolinon có tác dụng sinh học” chúng tôi mong

muốn đạt các mục tiêu sau:

1 Nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất 4(3H)-quinazolinon bằng một số phản ứng đóng vòng khác nhau Thực hiện biến đổi cấu trúc ở phần nhân benzen mà chủ yếu là tạo dẫn chất 6-nitro- 4(3H)-quinazolinon, biến đối cấu trúc ở vị trí số 2 và số 3 của phần

dị vòng pyrimidin

2 Xác định cấu trúc của các hợp chất tổng hợp được bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại như: phổ hồng ngoại, phổ

1 H NMR, 13 C NMR và phổ khối

3 Thử sàng lọc tác dụng kháng khuẩn, tác dụng kháng nấm, tác dụng ức chế sản xuất PGE 2 và NO trên tế bào RAW 264,7, tác dụng giảm đau và tác dụng gây ngủ của các dẫn chất 4(3H)- quinazolinon tổng hợp được

2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong quy hoạch tổng thể về phát triển Hệ thống Y tế Việt Nam giai đoạn đến năm 2010 và tầm nhìn đến năm 2020 của Chính phủ, phát triển công nghiệp sản xuất nguyên liệu hóa dược và nguyên

liệu hóa sinh là một trong những điểm trọng tâm Nghiên cứu tổng

hợp các phân tử mới mang nhân 4(3H)-quinazolinon nhằm tạo ra

thuốc mới có tác dụng trị liệu tốt hoàn toàn phù hợp với định hướng phát triển ngành Công nghiệp dược Việt Nam

3 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Tổng hợp 55 dẫn chất trong đó có 47 hợp chất mới thuộc 5 nhóm

dẫn chất 4(3H)-quinazolinon chưa thấy công bố trong các tài liệu

tham khảo

- Thử tác dụng kháng khuẩn kháng nấm của các dẫn chất nhóm

hydrazid của acid (6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic và nhóm 2-thioxoquinazolin-4(3H)-on

- Thử tác dụng ức chế sản xuất PGE2 và NO trên tế bào RAW 264,7 của một số dẫn chất nhóm hydrazid của acid (6-nitro-4-oxo-

4H-quinazolin-3-yl) acetic, nhóm 2-thioxoquinazolin-4(3H)-on và

nhóm 2-methyl-4(3H)-quinazolinon thế ở vị trí 3

- Thử sàng lọc tác dụng giảm đau một số dẫn chất nhóm hydrazid

của acid (6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic, các dẫn chất nhóm 2-methyl-4(3H)-quinazolinon thế ở vị trí 3, một số dẫn chất nhóm 2-thioxoquinazolin-4(3H)-on

- Thử tác dụng gây ngủ của hợp chất

3-(2-cloropyridin-3-yl)-2-methyl-4(3H)-quinazolinon

4 BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN

Luận án gồm 139 trang Ngoài phần mở đầu và kết luận còn có 4 chương:

- Chương 1 Tổng quan tài liệu 31 trang

- Chương 2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 15 trang

- Chương 3 Kết quả nghiên cứu 63 trang

- Chương 4 Bàn luận 24 trang

Luận án có 51 bảng, 8 sơ đồ và 130 tài liệu tham khảo Phần phụ lục là các phổ 1H NMR và 13C NMR của các chất tổng hợp được

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT 4(3H)-QUINAZOLINON

1.1.1 Lịch sử phát hiện, danh pháp các hợp chất quinazolin và

4(3H)-quinazolinon

Tên quinazolin (tiếng Đức là chinazolin) ngày nay được dùng để

chỉ hệ dị vòng 1,3-benzodiazin (1) Tên này do Widdige A ở

trường Đại học Leipzig đưa ra lần đầu tiên vào năm 1887 khi quan

sát các hợp chất là các đồng phân với các dẫn chất cinnolin (2) và quinoxalin (3) Trong Luận án chúng tôi sử dụng danh pháp và cách đánh số các hợp chất hữu cơ theo IUPAC, các thuật ngữ Latin

được Việt hóa theo qui định của Dược điển Việt Nam III

1.1.2 Phân loại các hợp chất quinazolin và 4(3H)-quinazolinon

Các hợp chất có chứa nhân quinazolin chia thành ba nhóm khác biệt tùy theo các đặc tính vật lý, hóa học và phương pháp tổng hợp

Các dẫn chất 4(3H)-quinazolinon là một nhóm chất được quan tâm

nhiều nhất của các hợp chất quinazolin

1.1.3 Các phương pháp tổng hợp các dị vòng chứa nhân

4(3H)-quinazolinon

Các phương pháp tổng hợp gồm:

- Phản ứng Niementowski V và Niementowski V mở rộng

- Tổng hợp từ các dẫn chất 4H-3,1-benzoxazin-4-on

- Các phương pháp khác để tổng hợp dị vòng chứa nhân

4(3H)-quinazolinon

1.1.4 Tính chất và khả năng phản ứng của các hợp chất

4(3H)-quinazolinon

- Hiện tượng tautomer hóa

- Độ bền của các dẫn chất 4(3H)-quinazolinon (7)

- Phản ứng nitro hóa

- Phản ứng alkyl hóa các quinazolinon

- Phản ứng clor hóa

- Phản ứng khử hóa

- Phản ứng của nhóm 2-methyl

1.2 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC HỢP CHẤT

4(3H)-QUINAZOLINON

- Tác dụng an thần gây ngủ

- Tác dụng chống động kinh

- Tác dụng làm mềm cơ

- Tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm

- Tác dụng lợi tiểu

- Tác dụng giảm đau và kháng viêm

- Tác dụng kháng virus và chống ung thư

- Các alkaloid và hợp chất thiên nhiên chứa nhân

4(3H)-quinazolinon

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu là các dẫn chất của 4(3H)-quinazolinon được

chia thành 5 nhóm:

Nhóm 1: gồm các dẫn chất 4(3H)-quinazolinon được biến đổi cấu

trúc ở vị trí số 3 bằng phản ứng alkyl hóa, hydrazid hóa và

hydrazon hóa

Nhóm 2: gồm các dẫn chất 6-nitro-4(3H)-quinazolinon được biến

đổi cấu trúc ở vị trí số 3 bằng phản ứng alkyl hóa, hydrazid hóa và hydrazon hóa

Nhóm 3: gồm các hợp chất 4(3H)-quinazolinon mang nhóm methyl

ở vị trí số 2

Nhóm 4: gồm các dẫn chất của

3-amino-2-methyl-4(3H)-quinazolinon ngưng tụ với các aldehyd thơm

Nhóm 5: gồm các dẫn chất 2-thioxoquinazolin-4(3H)-on là các dẫn

chất 4(3H)-quinazolinon mang nhóm thion ở vị trí số 2

2.2 NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT BỊ

2.2.1 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị dùng trong tổng hợp hóa học

Bruker AC 200 MHz, máy đo phổ khối LC/MS LCQ Finigan

(Trung tâm dịch vụ phân tích & thí nghiệm Tp Hồ Chí Minh) Máy

đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bruker AC 500 MHz, máy đo phổ

khối HP 5989 B Máy đo phổ khối LC/MSD-Trap-SL (Viện Hóa học-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam)

2.2.2 Thiết bị, môi trường và các chủng vi sinh dùng trong thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm

Gồm các trang thiết bị thông thường của phòng thí nghiệm vi sinh

Dung môi và môi trường:

Dung dịch natri clorid 0,9%, dung dịch natri clorid 0,9% bổ sung 2g tween/1000 ml, Casein soyabean digest agar, Sabouraud

dextrose agar bổ sung 50 mg cloramphenicol/1000 ml, dimethylsulfoxid (DMSO) dùng để hòa tan mẫu thử

Vi sinh vật dùng trong thử nghiệm:

Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa,

E coli, Salmonella paratyphi C, Saccharomyces cerevisiae, Candida albicans, Aspergillus niger

2.2.3 Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ dùng trong thử tác dụng giảm đau

Chuột nhắt trắng, khỏe mạnh, trọng lượng từ 18-22 g Tween 80, natri carboxymethylcellulose, indomethacin, acid acetylsalicylic, dung dịch acid acetic 0,6% và các dụng cụ thông thường dùng trong phòng kiểm nghiệm Dược lý

2.3 TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT 4(3H)-QUINAZOLINON 2.3.1 Tổng hợp các dẫn chất từ hydrazid của acid (4-oxo-4H-

CH 3 ONa/MeOH Xúc tác KI, 12h N

N

O

O

OCH3ClCH 2 COOC 2 H 5

N N

Sơ đồ 2.1 Tổng hợp các dẫn chất từ hydrazid của acid

(4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic

2.3.2 Tổng hợp các dẫn chất từ hydrazid của acid

O 2 N

C2H5ONa/DMF+MeOH Xúc tác KI, 4h ClCH 2 COOC 2 H 5

N N

N O

N N O

O N

H 3 C HO

CH 3

H 3 C

OC 2 H 5

O O

N

N O

O N

138a-m

1

2 3 4

CH 3

150 o C

DM F R-NH2

N

N O

CH 3

150 o C DMF

N S N

S

H 2 N

NHCOCH 3

N O

N S

Sơ đồ 2.3 Tổng hợp các dẫn chất 2-methyl-4(3H)-quinazolinon thế

ở vị trí 3

2.3.4 Tổng hợp dẫn chất aryliden

3-amino-2-methyl-4(3H)-quinazolinon

Các phản ứng tổng hợp được trình bày tóm tắt trong Sơ đồ 2.4

N N O

O N

CH 3

Ar-CHO

Ar

80 o C, 2 h AcOH/ ethanol

2 3 4 5 6 7 8

Sơ đồ 2.4 Tổng hợp các dẫn chất aryliden

3-amino-2-methyl-4(3H)-quinazolinon

2.3.5 Tổng hợp các dẫn chất 2-thioxoquinazolin-4(3H)-on

Các phản ứng tổng hợp được trình bày tóm tắt trong Sơ đồ 2.5

COOH

NH 2

CH 3

N C S

N N O

CH 3

SH hồi lưu 15 h

Ethanol

N N O

CH 3

S H

N

C

S

N N O

SH hồi lưu 6 h

Ethanol

N N

O Ph

S Ph

N N

O Ar

SH Ar-NH 2

N N

O Ar

S H

Sơ đồ 2.5 Tổng hợp các dẫn chất 2-thioxoquinazolin-4(3H)-on

2.4 PHƯƠNG PHÁP KIỂM ĐỊNH SẢN PHẨM

Luận án đã đề cập đến các phương pháp kiểm định sau:

- Đo nhiệt độ nóng chảy

- Kiểm tra độ tinh khiết bằng phương pháp SKLM

- Phổ hồng ngoại (IR)

- Phổ 1H NMR và phổ 13C NMR

- Phổ khối

- Xác định góc quay cực và góc quay cực riêng

2.5 PHƯƠNG PHÁP THỬ SÀNG LỌC TÁC DỤNG SINH HỌC

Luận án đã đề cập đến các phương pháp thử sau:

- Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm

- Tác dụng ức chế sản xuất PGE2 kích thích bởi lipopolysaccharid (LPS) trên tế bào RAW 264,7

- Tác dụng giảm đau theo phương pháp của Koster và cộng sựï

- Tác dụng an thần gây ngủ

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT 4(3H)-QUINAZOLINON 3.1.1 Tổng hợp các dẫn chất từ hydrazid của acid (4-oxo-4H-

quinazolin-3-yl) acetic

Luận án đã mô tả cách tiến hành, hiệu suất phản ứng, dung môi kết tinh và nhiệt độ nóng chảy của các hợp chất có tên dưới đây:

- 4(3H)-quinazolinon (7)

- Ester methyl của acid (4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (129)

- Hydrazid của acid (4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (130)

- (4-Hydroxy-3-methoxybenzyliden) hydrazid của acid

(4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (132d)

- (2,3-Dimethoxybenzyliden) hydrazid của acid

(4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (132e)

- (2,4-Dimethoxybenzylidenhydrazid) của acid

(4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (132f)

- (2,5-Dimethoxybenzyliden) hydrazid của acid

(4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (132g)

Trong các hợp chất trên, hợp chất 129, 130, 131, 132a-g là các hợp

chất mới chưa thấy công bố trong các tài liệu tham khảo

3.1.2 Tổng hợp các dẫn chất từ hydrazid của acid

- Ester ethyl của acid 3-((2-(6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl)

acetyl) hydrazono) butyric (137)

- (Benzyliden) hydrazid của acid

(6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (138a)

- (2-Hydroxybenzyliden) hydrazid của acid

(6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (138b)

- (3-Hydroxybenzyliden) hydrazid của acid

(6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (138c)

- (4-Hydroxybenzyliden) hydrazid của acid

(6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (138d)

- (2-Methoxybenzyliden) hydrazid của acid

(6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (138e)

- (3-Hydroxy-4-methoxybenzyliden) hydrazid của acid

- (3,4-Dimethoxybenzyliden) hydrazid của acid

(6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic (138i)

- (2,4,5-Trimethoxybenzyliden) hydrazid của acid

Trong các hợp chất trên, hợp chất 134, 135, 136, 137, 138a-m là

các hợp chất mới chưa thấy công bố trong các tài liệu tham khảo

3.1.3 Tổng hợp các dẫn chất 2-methyl-4(3H)-quinazolinon thế

Trong các hợp chất trên, hợp chất 139a-b, 140a-d là các hợp chất

mới chưa thấy công bố trong các tài liệu tham khảo

3.1.4 Tổng hợp dẫn chất aryliden

Trong các hợp chất trên, hợp chất 144b-g là các hợp chất mới chưa

thấy công bố trong các tài liệu tham khảo

3.1.5 Tổng hợp dẫn chất 2-thioxoquinazolin-4(3H)-on

Luận án đã mô tả cách tiến hành, hiệu suất phản ứng, dung môi kết tinh và nhiệt độ nóng chảy của các hợp chất có tên dưới đây:

Trong các hợp chất trên, hợp chất 151a-h là các hợp chất mới chưa

thấy công bố trong các tài liệu tham khảo

3.2 THỬ SÀNG LỌC TÁC DỤNG SINH HỌC

3.2.1 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm

Thử nghiệm sàng lọc tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm được thực hiện tại phòng Vi sinh - Viện Kiểm nghiệm thuốc TP HCM

3.2.1.1 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm các dẫn chất từ hydrazid của acid (6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic

Đã thử tác dụng kháng khuẩn (trên các vi khuẩn S aureus, P aeruginosa, E coli, S paratyphi C, B subtilis), kháng nấm (trên vi

nấm C albicans, S cerevisiae, A niger) của các hợp chất 133, 134,

135, 136, 137, 138a-m Kết quả thử nghiệm cho thấy các hợp chất

này không có tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm

3.2.1.2 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 2-thioxoquinazolin-4(3H)-on

Đã thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các hợp chất 146,

148, 151a-h (vi khuẩn, vi nấm dùng để thử tương tự phần 3.2.1.1)

Trong các hợp chất trên chỉ có hợp chất 151f có tác dụng trên S

aureus và B subtilis với MIC trên S aureus là 50 μg/ml và B

Quốc) Kết quả được trình bày trong bảng 3.47

Bảng 3.47 Tác dụng ức chế sản xuất PGE 2 xúc tác bởi COX-2 và

NO xúc tác bởi iNOS ở các tế bào RAW 264,7 được xử lý với LPS

% ức chế Sản xuất PGE 2 ở nồng độ Sản xuất NO nồng độ Hợp chất

* : Hợp chất 151b có tác dụng đáng chú ý nhất

3.2.3 Kết quả thử nghiệm tác dụng giảm đau

Thử nghiệm được thực hiện tại khoa Dược lý - Viện Kiểm nghiệm thuốc TP HCM Cách tiến hành được tóm tắt như sau:

Chuột nhắt trắng, khỏe mạnh, trọng lượng từ 18 - 22 g chia thành

nhiều lô, mỗi lô 6 con Lô chứng: cho chuột uống dung dịch chứa

0,25% natri carboxymethylcellulose và 0,20% polysorbat 80 với

lượng 0,1 ml/10 g thể trọng chuột Lô uống chất đối chiếu acid acetyl salicylic: liều thử là 200 mg/kg thể trọng chuột Lô uống chất đối chiếu indomethacin: liều thử là 5 mg/kg thể trọng chuột Lô uống chất thửû nghiệm: liều thử là 100 mg/kg thể trọng chuột Quan

sát và đếm số lần xoắn bụng trong vòng 30 phút kể từ lúc tiêm dung dịch acid acetic 0,6%

3.2.3.1 Kết quả thử tác dụng giảm đau của các hợp chất từ hydrazid của acid (6-nitro-4-oxo-4H-quinazolin-3-yl) acetic

Kết quả thử nghiệm được trình bày tóm tắt trong bảng 3.48

Bảng 3.48 Tiềm thời và số cơn đau trong 30 phút của chuột nhắt uống hợp chất 136, 138k, 138l và 138m

Lô

Phút Tỉ lệ (%)

so với chứng

Số lần xoắn bụng