Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu tổng hợp và xác định hoạt tính sinh học một số dẫn xuất indenoisoquinolin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - - NGÔ HẠNH THƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN XUẤT INDENOISOQUINOLIN Chun ngành: Hóa hữu Mã số: 9.44.01.14 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2018 Cơng trình đƣợc hồn thành Viện Hóa học- Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt nam  Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Văn Tuyến Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Số 18 - Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Vào hồi … ngày tháng năm 201 Có thể tìm hiểu luận án tại: A GIỚI THIỆU LUẬN ÁN Tính cấp thiếp, ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài luận án Các indenoisoquinolin có số ưu điểm camptothecin Thứ nhất, vị trí phân cắt DNA NSC314622 (4) khác so với camptothecin (1), cho phổ kháng ung thư khác Thứ hai, phức hợp phân tách Top1-DNA-thuốc indenoisoquinolin ổn định Thứ ba, indenoisoquinolin có tính ổn định mặt hóa học Thứ tư, indenoisoquinolin bị ảnh hưởng đột biến kháng thuốc Top1 R364H N722S Hai indenoisoquinolin chất độc Top1: indotecan (5), indimitecan (6) thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I để điều trị bệnh ung thư bắt đầu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn II Hình Ngoài hướng nghiên cứu hợp chất lai thu hút nhiều quan tâm nhà nghiên cứu, nghiên cứu gần cho thấy hợp chất lai hóa làm tăng hoạt tính số trường hợp tránh kháng thuốc so với thuốc thành phần Do đó, nghiên cứu tổng hợp dẫn chất thử hoạt tính gây độc tế bào nhằm tìm kiếm chất có hoạt tính chống ung thư theo chế gây độc Topoisomerase có ý nghĩa khoa học thực tiễn Vì chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp xác định hoạt tính sinh học số dẫn xuất indenoisoquinolin” Nhiệm vụ luận án Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin dựa thay đổi nhóm thể vịng B cách thay đổi mạch nhánh nguyên tử nitơ gắn hợp chất lai có cầu nối triazol Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin dựa thay đổi nhóm vịng D với nhóm metoxi metylendioxi Đồng thời thay đổi nhóm vịng B thơng qua cầu nối triazol phản ứng click Xác định hoạt tính sinh học hợp chất tổng hợp Những đóng góp luận án Đã tổng hợp thành công 41 hợp chất indenoisoquinolin Đã đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư 45 hợp chất indenoisoquinolin dòng tế bào ung thư biểu mô (Kb) ung thư gan (Hep-G2), có 26 hợp chất có khả gây độc tế bào ung thư khảo sát, có 12 hợp chất thể hoạt tính gây độc tế bào ung thư mạnh với giá trị IC50 < 10 µM Trong 45 hợp chất, có hợp chất indenoisoquinolin có giá trị IC50 tương đương chất chuẩn đối chứng Ellipticine: 142a, 142m, 142n, 149 Trong 45 hợp chất, có hợp chất indenoisoquinolin có giá trị IC50 cao chất chuẩn đối chứng Ellipticine: 142l, 145, 148b, 148d Trong 45 hợp chất có hợp chất với nhóm metylendioxi metoxi thay đổi vịng D có hoạt tính cao: 162d, 162e, 163b, 163d, 164c, 164d Bố cục luận án Luận án có 111 trang bao gồm: Mở đầu: trang Mục tiêu : trang Chương 1: Tổng quan 25 trang Chương 2: Thực nghiệm 34 trang Chương 3: Kết thảo luận 48 trang Kết luận: trang Phần tài liệu tham khảo có 126 tài liệu lĩnh vực liên quan luận án, cập nhật đến năm 2017 Phần phụ lục gồm 40 trang gồm loại phổ chất tổng hợp Phương pháp nghiên cứu Các chất tổng hợp theo phương pháp tổng hợp hữu đại biết, có cải tiến vận dụng thích hợp vào trường hợp cụ thể Sản phẩm phản ứng làm phương pháp sắc kí cột kết tinh lại Cấu trúc sản phẩm xác định phương pháp phổ đại như: IR, HRMS, 1H-NMR, 13C-NMR Hoạt tính sinh học thăm dị theo phương pháp Mossman hai dòng tế bào ung thư KB, Hep-G2 B NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN Chương TỔNG QUAN Phần tổng quan luận án trình bày nội dung sau: - Các phương pháp tổng hợp indenoisoquinolin - Hoạt tính chống ung thư hợp chất indenoisoquinolin Chương THỰC NGHIỆM Thực nghiệm gồm 32 trang, trình bày chi tiết phương pháp nghiên cứu, quy trình tổng hợp, tinh chế, tính chất vật lý sản phẩm nhận như: điểm chảy, hình thái, màu sắc, hiệu suất phản ứng liệu chi tiết phổ IR, HRMS, 1H-NMR, 13C-NMR Đi từ hợp chất 142 tiến hành tổng hợp 14 dẫn xuất indenoisoquinolin 142a-n, sau từ hợp chất 142a,e chúng tơi tổng hợp dẫn xuất 143a,b Đi từ lacton 50, tổng hợp dẫn xuất lai indenoisoquinolin-AZT hợp chất lai với IM5 Chúng tiến hành tổng hợp khung indenoisoquinolin 153, 154, 155 Từ hợp chất tổng hợp 15 dẫn xuất lai indenoisoquinolin-triazol Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng hợp indenoisoquinolin với nhóm khác vòng B Indenoisoquinolin biết đến lớp chất có khả gây độc tế bào theo chế gây độc topoisomerase I (top 1) So với camptothecin, indenoisoquinolin có nhiều ưu điểm như: vị trí phân cắt DNA indenoisoquinolin khác so với camptothecin (1) cho phổ kháng ung thư khác nhau, phức hợp phân tách Top1-DNAthuốc indenoisoquinolin ổn định hơn, indenoisoquinolin có tính ổn định mặt hóa học bị ảnh hưởng đột biến kháng thuốc Top1 Những ưu điểm thúc đẩy nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin Ngoài ra, nghiên cứu trước GS Nguyễn Văn Tuyến cộng rằng, dẫn xuất indenoisoquinolin có chứa mạch nhánh propan-2-ol gắn nguyên tử N vòng B kết hợp với đơn vị pyrolidinyl, piperazin piperidin có hoạt tính gây độc tế bào cao hai dòng tế bào KB HepG2 Thêm vào đó, vịng 1,2,3-triazol biết đến phần tác nhân hoạt tính sinh học Bên cạnh đó, dẫn xuất có cầu nối triazol tổng hợp dễ dàng nhờ phản ứng click Do việc lai ghép 1,2,3-triazol với dược phẩm khác trở thành nghiên cứu lý thú để phát triển thuốc Từ lý trên, dẫn đến giả thuyết cho việc đưa vòng triazol vào mạch nhánh chứa ba cacbon nguyên tử N vòng B indenoisoquinolin, đặc biệt indenoisoquinolin-propan-2-ol tạo hợp chất có hoạt tính sinh học đầy hứa hẹn Sơ đồ Phản ứng nhóm azit ankin Artu Michael tìm cách kỷ, sau Huisgen nghiên cứu cách hệ thống phản ứng để tổng hợp hợp chất imiazol Sơ đồ Dựa ý tưởng phản ứng click tiến hành tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin nhờ việc gắn thêm nhóm có chứa ankin để tham gia phản ứng click với azit Đồng thời, tiến hành tổng dẫn xuất indenoisoquinolin thông qua cầu nối triazol với imatinib, chất ức chế tyrosin kinas sử dụng điều trị ung thư, đặc biệt bệnh bạch cầu mãn tính Sơ đồ 3 3.2 Kết tổng hợp dẫn xuất lai triazol-indenoisoquinolin 142a-n Các imidazol hợp chất dị vịng có cấu trúc lý thú có hoạt tính sinh học q, số hợp chất imidazol sử dụng dược phẩm kháng khuẩn 5-nitroimidazol, muconazol chống nấm, thuốc an thần midazolam Sơ đồ Để tiếp nối nghiên cứu trước GS Nguyễn Văn Tuyến cộng sự, nhằm tìm kiếm dẫn xuất indenoisoquinolin có hoạt tính chống ung thư lý thú, sử dụng nguyên liệu đầu hợp chất 142 để tổng hợp dẫn xuất 142a-n phản ứng Click thu sản phẩm 142a-n, hiệu suất phản ứng đạt 60-80% Hợp chất 142a tinh thể màu cam, có nhiệt độ nóng chảy 240 oC IR (KBr) cm-1: 3420, 3226, 2872, 1660, 1601, 1580, 1502, 1340, 1415, 1306, 1264, 1056, 971, 838, 756 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz): 8,56 (1H, d, J = 8,5 Hz); 8,2 (1H, d, J = 8,0 Hz); 7,99 (1H, s); 7,79-7,82 (1H, m); 7,50-7,73 (2H, m); 7,41-7,44 (3H, m); 5,75 (1H, bs, OH); 5,25 (1H, bs, OH); 4,59-4,69 (3H, m); 4,55 (2H, s), 4,40-4,44 (2H, m) 13CNMR (DMSO-d6, 125 MHz): 190,1; 162,8; 157,4; 147,7; 137,1; 134,3; 134,0; 133,4; 131,9; 130,9; 128,0; 127,0; 124,7; 124,1; 122,8; 122,5; 122,2; 107,1; 67,0; 55,0; 53,0; 47,9 HRMS tính tốn: C22H19N4O4: 403,1401 [M+H]+; tìm thấy: 403,1402 Tương tự, cấu trúc hợp chất 142b-n chứng minh phổ IR, 1H-NMR, 13C-NMR phổ HRMS Như vậy, tổng hợp 14 dẫn xuất indenoisoquinolin với nhóm vịng B thơng qua cầu nối triazol Các chất chất tiếp tục thử hoạt tính chống ung thư 3.3 Kết tổng hợp hợp chất lai 143a,b Để mở rộng nghiên cứu, tiến hành este hóa nhóm hydroxi hợp chất 142a, 142e cách xử lý với anhiđrit axetic để có este 143a, 143b tương ứng Hiệu suất phản ứng tương ứng đạt 75% 77% Cấu trúc sản phẩm chứng minh phổ IR, 1H-NMR, 13C-NMR, HRMS Sơ đồ Tổng hợp este-indenoisoquinolin o Hợp chất 143a tinh thể màu cam, nhiệt độ nóng chảy 264-265 C IR (KBr) cm-1: 3056, 2924, 2853, 1735, 1663, 1502, 1425, 1375, 1223, 1032, 799, 756, 700 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz): 8,55 (1H, d, J = 8,0 Hz); 8,24 (1H, s); 8,20 (1H, d, J = 4,0 Hz); 7,80-7,83 (1H, td, J = 8,0, 1,0 Hz); 7,51-7,56 (2H, m); 7,43-7,50 (3H, m); 5,59-5,64 (1H, m); 5,15 (2H, s); 4,92-5,00 (2H, m); 4,82-4,86 (1H, dd, J =15,0, 3,0 Hz); 4,664,71 (1H, dd, J = 15,0, 4,0 Hz); 2,02 (3H, s); 1,53 (3H, s) 13C-NMR (DMSO-d6; 125 MHz):190,0; 170,1; 169,1; 162,6; 156,4; 142,1; 136,6; 134,2; 134,0; 133,3; 131,7; 131,2; 128,0; 127,3; 126,1; 123,9; 122,6; 122,5; 122,5; 107,3; 69,1; 57,0; 49,9; 45,1; 20,5; 19,9 HRMS tính tốn: C26H23N4O6: 487,1612 [M+H]+; tìm thấy: 487,1615 Tương tự cấu trúc hợp chất 143b chứng minh phương pháp phổ IR, 1H-NMR, 13C-NMR HRMS Như vậy, tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin với nhóm hidroxi este hóa Các chất chất tiếp tục thử hoạt tính chống ung thư 3.4 Tổng hợp hợp chất lai thông cầu nối triazol Như biết, 3'-Azit-3'-deoxytymidin (AZT, zidovudin) loại thuốc chứng minh có hoạt tính kháng ung thư rõ rệt, đặc biệt kết hợp với thuốc chống ung thư khác như: 5-fluorouracil, cisplatin, paclitaxel triterpenoid Do đó, chúng tơi tiến hành tổng hợp hợp chất lai indenoisoquinolin-triazol-AZT với hy vọng hợp chất cho hoạt tính gây độc tế bào lý thú 3.4.1 Kết tổng hợp hợp chất 145 Từ ý tưởng trên, tiến hành tổng hợp hợp chất lai indenoisoquinolin-triazol-AZT từ hợp chất 144 tạo hợp chất lai 1,2,3triazol-indenoisoquinolin-AZT 145 với hiệu suất cao 75% Sơ đồ Hợp chất 145 tinh thể màu cam, nhiệt độ nóng chảy 189-190 oC IR (KBr) cm-1: 3402, 3149, 3072, 2951, 1714, 1689, 1656, 1606, 1546, 1500, 1429, 1259, 1093, 956, 754, 698 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz): 11,29 (1H, s, NH); 8,59 (1H, s); 8,36 (1H, s); 8,23 (1H, d, J = 8,0 Hz); 7,90 (1H, d, J = 7,5 Hz); 7,84 (1H, t, J = 7,0 Hz); 7,75 (1H, s); 7,457,56 (4H, m); 6,36 (1H, s); 5,77 (2H, s); 5,31 (1H, s, OH); 5,21 (1H, s), 4,01 (1H, s); 3,54-3,62 (4H, m); 1,77 (3H, s) 13C-NMR (DMSO-d6; 125 MHz): 190,1; 163,8; 162,2; 156,2; 150,5; 141,4; 136,3; 136,2; 134,6; 133,8; 133,7; 131,8; 131,4; 128,3; 127,6; 124,8; 122,9; 122,8; 122,7; 122,4; 109,6; 107,3; 84,5; 83,6; 60,6; 59,4; 47,7; 37,1; 12,4 HRMS tính tốn: C29H25N6O6: 553,1830 [M+H]+; tìm thấy: 553,1833 Như vậy, tổng hợp thành công dẫn xuất indenoisoquinolin-AZT thông qua cầu nối triazol Chất tiếp tục thử hoạt tính chống ung thư Sơ đồ 10 Tổng hợp khung indenoisoquinolin với nhóm metylendioxi Hợp chất 153 tinh thể màu tím đỏ, nhiệt độ nóng chảy 207208 C o IR (KBr) cm-1: 2913; 1743; 1667; 1610; 1580; 1549; 1497; 1477; 1431; 1375; 1304; 1271; 1229; 1072; 1033; 997; 979; 929; 830; 787; 760; 725; 615; 573 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8,59 (1H, d, J = 8,0 Hz, H-1); 8,29 (1H, dd, J = 1,0; 8,0 Hz, H-4); 7,70 (1H, m, H-2); 7,42 (1H, m, H-3); 7,08 (1H, s, H-7); 6,77 (1H, s, H-10); 6,07 (2H, s, H-18); 5,26 (2H, s, H-1’); 3,83 (3H, s, H-3’) 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) δc ppm: 189,16 (C-11); 167,99 (C-2’); 163,01 (C-5); 154,74 ; 151,48 ; 149,25 ; 134,17 (C- Aren); 132,46 ; 132,17 (C- ren); 130,20 ; 128,66 ; 126,84 (CAren); 123,17 ; 122,55 ; 108,15 ; 105,68 ; 103,96 ; 102,71 (C-18); 53,14 (C-3’); 45,48 (C-1’) Như vậy, tổng hợp thành công khung indennoisoquinolin với nhóm metylendioxi vịng D nhóm este gắn với nguyên tử N vòng B Hợp chất tiếp tục thử hoạt tính chống ung thư làm nguyên liệu cho tổng hợp 3.6.2 Kết tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm metoxy Q trình tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm metoxy tương tự tổng hợp hợp chất 153 nguyên liệu đầu anđehit sử dụng phản ứng 3-metoxibenzaldehit Nhưng mong đợi, kết phản ứng lại tạo thành hỗn hợp hai sản phẩm đồng phân nhau, hợp chất 154, 155 (1:1), hiệu suất tổng cộng tạo thành hỗn hợp hai sản phẩm phản ứng đạt 60% 12 Sơ đồ 11 Tổng hợp khung indenoisoquinolin có nhóm metoxi Hợp chất 154, 155 tinh thể màu cam, có nhiệt độ nóng chảy oC Ta thấy, thực phản ứng đóng vịng, vịng D có nhóm metoxi nhóm có hiệu ứng đẩy electron, nhóm thứ ưu tiên vào vịng vị trí ortho vị trí para Nếu gắn vào vị trí para tạo sản phẩm 154, cịn gắn vào vị trí ortho nhận sản phẩm 155 Đối với hợp chất 154, proton H-7 proton H-9 cách nhóm metoxy (ở vị trí meta với nhau) có số tương tác J = 1-3 Hz, tín hiệu H7 dạng doublet Còn hợp chất 155 proton H-7, H-8 H-9 cạnh nên khơng có tín hiệu doublet với số tương tác J = 1-3 Hz hợp chất 154 nên tín hiệu cộng hưởng proton có dạng doublet-doublet doublet với số tương tác J lớn từ 6-10 Hz Khi phân tích phổ 1H-NMR hai hợp chất 154, 155 ta thấy có khác biệt sau: Trên phổ 1H-NMR hợp chất 154 xuất tín hiệu doublet cộng hưởng 6,83 ppm với số tương tác J=1,5 Hz proton H-7, phổ hợp chất 155 khơng có tín hiệu Chứng tỏ hợp chất 154 sản phẩm phản ứng đóng vịng vị trí para, cịn hợp chất 155 sản phẩm phản ứng đóng vịng vị trí ortho, điều khẳng định phản ứng tạo thành hỗn hợp hai sản phẩm đóng vịng vị trí ortho para Hợp chất 154 có phổ là: IR (KBr) cm-1: 2922; 2851; 1740; 1696; 1658; 1611; 1576; 1550; 1500; 1467; 1419; 1368; 1322; 1274; 1221; 1082; 1036; 999; 979; 862; 784; 759; 725; 691; 647; 660; 647; 612; 570; 515 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8,69 (1H, d, J = 8,0 Hz, H-1); 8,32 (1H, m, H-4); 7,73 (1H, m, H-2); 7,54 (1H, d, J=8,0 Hz, H-10); 7,48 (1H, m, H-3); 6,83 (1H, d, J=1,5 Hz, H-7); 6,71 (1H, dd, J=1,5 Hz, 8,0 Hz, H-9); 5,30 (2H, s, H1’); 3,85 (3H, s, H-18); 3,82 (3H, s, H-3’) 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 13 δc ppm: 189,74 (C-11); 168,23 (C-2’); 163,03 (C-5); 158,11 ; 153,22 ; 139,18 ; 134,98 ; 134,06 ; 132,15 ; 128,83 ; 127,43 ; 123,69 ; 123,60 ; 118,97 ; 116,43 ; 114,60 ; 109,17 ; 56,10 (C-18); 53,09 (C-3’); 45,57 (C1’) Hợp chất 155 có phổ là: IR (KBr) cm-1: 2953; 1741; 1693; 1652; 1613; 1579; 1554; 1499; 1474; 1443; 1414; 1275; 1185; 1157; 1070; 1047; 1014; 985; 873; 829; 798; 755; 719; 686; 656; 573; 516 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8,76 (1H, d, J = 8,0 Hz, H-1); 8,35 (1H, dd, J = 1,0; 8,0 Hz, H-4); 7,74 (1H, m, H-2); 7,48 (1H, m, H-3); 7,37 (1H, m, H-8); 6,99 (1H, d, J=9 Hz, H-7); 6,93 (1H, d, J=7,5 Hz, H-9); 5,35 (2H, s, H-1’); 4,00 (3H, s, H-18); 3,81 (3H, s, H-3’) 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) δc ppm: 189,36 (C-11); 168,16 (C-2’); 163,18 (C-5); 157,51 ; 152,92 ; 139,58 ; 135,24 ; 134,18 ; 131,51 ; 128,65 ; 127,34 ; 123,72 ; 123,56 ; 119,08 ; 116,51 ; 114,53 ; 109,06 ; 56,17 (C-18); 53,05 (C-3’); 45,75 (C-1’) Như vậy, tổng hợp khung indenoisoquinolin có nhóm khác vịng D Các hợp chất tiếp tục thử hoạt tính chống ung thư sử dụng làm nguyên liệu cho bước 3.7 Kết tổng hợp dẫn xuất lai Với ý tưởng thiết kế dẫn xuất lai có cấu tạo thành phần chống ung indenoisoquinolin triazol để tổng hợp loại thuốc chống ung thư indenoisoquinolin-triazol, tiến hành tổng hợp hợp chất lai indenoisoquinolin có cầu nối triazol nhằm tìm kiếm chất có khả chống ung thư cao Chúng tổng hợp thành công hợp chất 162a-e, 163a-e, 164a-e với hiệu suất phản ứng đạt 60-70% 3.7.1 Các dẫn xuất lai indenoisoquinolin-triazol với nhóm metylendioxi Các dẫn xuất indenoisoquinolin với nhóm metylendioxi vịng D biết đến với khả gây độc tế bào cao dòng ung thư thử nghiệm Tuy nhiên, hợp chất lai indenoisoquinolin có cầu nối triazol vấn đề nhiều nhà khoa học quan tâm Với mong muốn tìm kiếm, tổng hợp loại 14 thuốc chống ung thư với thành phần hợp phần có hoạt tính chống ung thư, chúng tơi tiến hành tổng hợp hợp chất lai indenoisoquinolin 162a-e từ nguyên liệu đầu hợp chất 153 theo qui trình chung thông qua ba bước phản ứng như: thủy phân, ankyl hóa cuối phản ứng click Các hợp chất 162a-e tinh thể màu tím đỏ, có nhiệt độ nóng chảy từ 208-211 oC Hiệu suất phản ứng đạt 62-69% Sơ đồ 12 Hợp chất 162a tinh thể màu tím đỏ, nhiệt độ nóng chảy 211 oC Hiệu suất phản ứng đạt 65% IR (KBr) cm-1: 3134; 2956; 1767; 1745; 1656; 1626; 1502; 1441; 1361; 1315; 1230; 1188; 1117; 1056; 936; 804; 771; 619; 541; 464 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8,55 (1H, d, J = 8,5 Hz, H-1); 8,34 (1H, s, H-triazole); 8,27-8,23 (2H, m, H-4 + H-2’’); 7,69 (1H, m, H-2); 7,64 (1H, m, H-6’’); 7,59-7,54 (2H, m, H-5’’+H-3); 6,98 (1H, s, H-7); 6,89 (1H, s, H-10); 6,03 (2H, s, H-18); 5,48 (2H, s, H-1’); 5,42 (2H, s, H-7’’); 4,77 15 (2H, s, H-3’) 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) δc ppm: 189,16 (C-11); 169,52 (C-8’’); 168,14 (C-2’); 161,99 (C-5); 147,83 ; 147,41 ; 146,28 ; 143,96 ; 137,90 ; 136,93 ; 132,65 ; 130,46 ; 129,56 ; 128,28 ; 127,67 ; 127,40 ; 126,41 ; 125,56 ; 124,94 ; 123,87 ; 123,44 ; 122,22 ; 119,93 ; 117,02 ; 110,49 ; 108,55 ; 101,30 (C-18); 69,53 (C-7’’); 58,83 (C-3’); 50,92 (C-1’) Cấu trúc hợp chất 162b-e chứng minh phổ IR, H-NMR, 13C-NMR Như vậy, tổng hợp dẫn xuất lai indenoisoquinolin có cầu nối triazol với nhóm metyldioxi vịng D Các hợp chất tiếp tục thử khả gây độc tế bào 3.7.2 Kết tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-triazol với nhóm metoxi vị trí số 10 Nhằm tìm kiếm hợp chất lai có nhóm metoxi vịng D nhóm vịng B thơng qua cầu nối triazol, tiến hành tổng hợp khung indenoisoquinolin với nhóm metoxi vị trí số 10 vịng D (155) Sau tổng hợp hợp chất 155, tiến hành tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin 163a-e với hiệu suất phản ứng đạt 60-69% 16 Sơ đồ 13 Các hợp chất 163a-e tinh thể màu cam, có nhiệt độ nóng chảy từ 203-211 oC Cấu trúc sản phẩm hợp chất 163a-e chứng minh phổ IR, 1H-NMR 13C-NMR Hợp chất 163c tinh thể màu cam, nhiệt độ nóng chảy 210 oC Hiệu suất phản ứng đạt 65% IR (KBr) cm-1: 3246; 1760; 1688; 1660; 1607; 1552; 1528; 1497; 1446; 1406; 1353; 1277; 1235; 1204; 1173; 1066; 1045; 986; 947; 874; 850; 799; 790; 750; 714; 656 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8,76 (1H, s, H-triazole); 8,58 (1H, d, J=8,0 Hz, H-1); 8,24 (1H, dd, J=0,5 Hz; 8,0 Hz, H-4); 8,20 (1H, d, J=8,0 Hz, H-6’’); 7,97 (1H, m, H-2); 7,90-7,68 (3H, m, H-3’’+H-5’’+H-4’’); 7,54 (1H, t, J=7,5 Hz, H-3); 7,38 (1H, t, J=8,2 Hz, H-8); 7,17 (1H, d, J=8,5 Hz, H-7); 7,07 (1H, d, J=7,5 Hz, H-9); 5,48-5,40 (4H, H-3’+H1’); 3,88 (3H, s, H-18) 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) δc ppm: 188,33 (C-11); 167,75 (C-2’); 162,19 (C-5); 156,87 (C10); 153,40 ; 143,79 ; 142,00 ; 138,29 ; 135,73 ; 133,42 ; 133,34 ; 131,86 ; 131,34 ; 128,87 ; 128,15 ; 127,55 ; 127,34 ; 126,40 ; 125,57 ; 122,65 ; 122,60 ; 117,63 ; 117,42 Cấu trúc sản phẩm 163a, 163b, 163d, 163e chứng minh tương tự phổ IR,1H-NMR, 13C-NMR Như vậy, tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-triazol có nhóm metoxi vị trí số 10 Các chất tiếp tục thử hoạt tính chống ung thư 3.6.3 Kết tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-triazol với nhóm metoxi vị trí số Với mục tiêu tổng hợp nhiều dẫn xuất indenoisoquinolin nhằm tìm kiếm hợp chất có hoạt tính sinh học lý thú, chúng tơi tiếp tục tổng hợp dẫn xuất lai indenoisoquinolin có cầu nối triazol gắn với nguyên tử N vòng B, với nhóm metoxi vị trí số vòng D Tương tự hợp chất 164a-e tổng hợp theo qui trình chung từ hợp chất 154 thông qua ba bước phản ứng như: thủy phân, tạo este phản ứng click trình bày sơ đồ: 17 Sơ đồ 14 Hợp chất 164b tinh thể màu cam, có nhiệt độ nóng chảy 207 oC Hiệu suất phản ứng đạt 61% IR (KBr) cm-1: 3134; 3094; 2962; 2925; 2855; 2236; 1739; 1706; 1637; 1611; 1594; 1575; 1550; 1503; 1473; 1418; 1361; 1340; 1315; 1251; 1186; 1130; 1020; 982; 954; 907; 839; 802; 785; 760; 717; 651; 557 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 9,16 (1H, s, H-triazole); 8,58 (1H, d, J=8,0 Hz, H-1); 8,50-8,40 (3H, H-2’’+H-5’’+H-6’’); 8,22 (1H, d, J=8,0 Hz, H-4); 7,85 (1H, m, H-2); 7,56 (1H, m, H-3); 7,46 (1H, d, J=8,0, H-10); 6,87 (1H, s, H-7); 6,77 (1H, d, J=8,0 Hz, H-9); 5,48 (2H, s, H-3’); 5,45 (2H, s, H-1’); 3,61 (3H, s, H-18) 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) δc ppm: 189,02 (C-11); 167,80 (C-2’); 163,46 (C-5); 162,12 (C-8); 154,08 ; 142,99 ; 139,40 ; 138,43 ; 137,48 ; 134,45 ; 132,80; 131,78; 128,22; 127,56; 126,04; 124,55; 124,03; 123,78; 123,08; 122,75; 122,60; 118,19; 114,92; 112,56; 111,89; 108,34; 108,05; 58,04 (C-3’); 55,78 (C-18); 45,38 (C-1’) Cấu trúc sản phẩm 164a, 164c-e chứng minh tương tự phổ IR, 1H-NMR, 13C-NMR Như vậy, tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-triazol với nhóm metoxi vị trí số Các chất tiếp tục thử hoạt tính chống ung thư 18 3.7 Hoạt tính sinh học dẫn xuất tổng hợp Bảng Kết thử hoạt tính sinh học hợp chất 142-149 ST T 10 11 12 13 Hợp chất 142a 142b 142c 142d 142e 142f 142g 142h 142i 142j 142k 142l 142m Giá trị IC50 (µM) KB HepG2 2.86 0.74 6.28 4.27 11.19 11.86 10.46 9.75 15.33 31.96 89.89 69.76 50.03 195.43 115.31 115.31 14.07 9.04 123.23 22.1 56.74 43.83 0.79 0.76 1.56 10.2 ST T 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Hợp chất 142n 143a 143b 145 148a 148b 148c 148d 148e 149 142 AZT Ellipticine Giá trị IC50 (µM) KB HepG2 2.89 2.29 18.61 19.04 > 234 >234 0.79 0.64 26.2 26.2 0.49 0.48 0.75 2.25 0.35 1.18 21.63 84.50 1.56 2.33 42.0 45.0 > 479 > 479 1.26 1.46 Kết cho thấy hầu hết hợp chất cho hoạt tính gây độc tế bào dịng ung thư KB Hep-G2 Các hợp chất 142a, 142b, 142d,142i, 142l, 142m, 142n, 145, 148b, 148c, 148d, 149 thể hoạt tính gây độc tế ung thư mạnh với giá trị IC50 < 10 µM Trong chất thể hoạt tính gây độc tế bào ung thư mạnh, có hợp chất thể hoạt tính gây độc tế bào tương đương với chất đối chứng Ellipticine: 142m, IC50 = 1,56 µM (KB), 142n, IC50 = 2,89 µM (KB), 2,29 µM (Hep-G2), 148c, IC50 = 2,25 µM (Hep-G2) 149, IC50 = 1,56 µM (KB), 2,33 µM (Hep-G2) Trong chất thể hoạt tính gây độc tế bào ung thư mạnh, đặc biệt có hợp chất tổng hợp thể hoạt tính gây độc tế bào ung thư khảo sát cao chất đối chứng Ellipticine: 142l, IC50 = 0,79 µM (KB), 0,76 µM (Hep-G2)); 145 (IC50 = 0,79 µM (KB), 0,64 µM (Hep-G2)); 148b (IC50 = 0,49 µM (KB), 0,48 µM (Hep-G2)); 148d (IC50 = 0,35 µM (KB), 1,18 µM (Hep-G2)) Ngồi ra, hợp chất 142a (IC50 = 0,74 µM (Hep-G2)) có hoạt tính gây độc tế bào cao chất đối chứng dòng tế bào HepG2 Còn hợp chất 148c (IC50 = 0,75 µM (KB)) cho hoạt tính gây độc cao chất đối chứng dòng tế bào KB Như vậy, từ kết cho thấy chưa gắn thêm nhóm indenoisoquinolin có nhóm hydroxyl vị trí số gắn với nguyên tử N 19 vịng B thể hoạt tính gây độc tế bào chưa cao Nhưng thiết kế gắn vị trí thứ với vịng triazol với nhóm khác hợp chất thu có hoạt tính gây độc tế bào cao Nhìn vào cấu trúc hợp chất ta thấy, hầu hết hợp chất có hoạt tính gây độc tế bào cao có mặt nhóm hút điện tử như: hydroxyl, brom, clo, amit, dị vòng no Các hợp chất có nhóm hydroxyl este hóa hợp chất 143a, 143b có hoạt tính gây độc tế bào Mặt khác, AZT khơng thể hoạt tính gây độc tế bào gắn với dẫn xuất indenoisoquinolin thơng qua cầu nối triazol lại có hoạt tính chống ung thư cao Bên cạnh đó, hợp chất lai 149 indenoisoquinolin với imanitib hợp chất có khả chống ung thư bạch cầu cao IC50 = 2,86 µM (KB); 0,74 µM (HepG2) IC50 = 6,28 µM (KB); 4,27 µM (HepG2) IC50 = 14,07 µM (KB); 9,04 µM (HepG2) IC50 = 0,79 µM (KB); 0,76 µM (HepG2) IC50 = 2,89 µM (KB); 2,29 µM (HepG2) IC50 = 0,79 µM (KB); 0,64 µM (HepG2) 20 IC50 = 10,46 µM (KB); 9,75 µM (HepG2) IC50 = 1,56 µM (KB); 10,2 µM (HepG2) IC50 = 0,49 µM (KB); 0,48 µM (HepG2) IC50 = 0,75 µM (KB); 2,25 µM (HepG2) IC50 = 0,35 µM (KB); 1,18 µM (HepG2) IC50 = 1,56 µM (KB); 2,33 µM (HepG2) Hình 3.6 Một số dẫn xuất indenoisoquinolin tổng hợp có hoạt tính chống ung thư cao Bảng Kết thử hoạt tính sinh học hợp chất 153-164 T T 10 11 Hợp chất 153 154 155 156 157 158 162a 162b 162c 162d 162e Giá trị IC50 (µM) KB HepG2 245,21 68,51 >366,41 >366,41 >366,41 >366,41 >366,43 >366,43 >387,1 >387,1 >381,7 >381,7 >227,56 >227,56 161,66 213,52 131,85 120,46 23,57 35,63 30,28 135,88 TT 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Giá trị IC50 (µM) KB HepG2 91,78 108,84 163a 29,38 28,16 163b >238,15 >238,15 163c 34,64 175,69 163d 137,21 113,16 163e >233,36 >233,36 164a >218,62 >218,62 164b 37,42 116,41 164c 39,39 176,51 164d >238,15 >238,15 164e 0,85 1,42 Ellipticine Hợp chất Đối với dẫn xuất từ 153-164 ta thấy: dẫn xuất khung indenoisoquinolin có nhóm metylendioxi metoxi (153, 154, 155) có hợp chất 153 thể hoạt tính thấp, cịn hai dẫn xuất 154, 155 khơng thể hoạt tính, điều cho thấy nhóm metylendioxi vịng D cho hoạt tính tốt nhóm metoxi Và dẫn xuất thủy phân thành axit 156, 157, 158 dù có mặt nhóm hút electron –COOH hoạt tính không thay đổi Nhưng thay đổi nhóm gắn với ngun tử N vịng B cách tạo cầu nối triazol, nhận 15 dẫn xuất 162a-e, 163a-e, 164a-e hầu hết hợp chất có hoạt tính tăng đáng kể, điều chứng tỏ cầu nối triazol làm thay đổi hoạt tính hợp chất 21 Các hợp chất 162b, 162c, 162d, 162e với nhóm metylendioxi thể hoạt tính hai dịng tế bào KB Hep-G2, hợp chất 162e có hoạt tính cao dịng tế bào KB (IC50 =30,28 µM (KB)), cịn hợp chất 162d thể hoạt tính cao hai dòng tế bào KB Hep-G2 (IC50 = 23,57 µM (KB); 35,63 µM (Hep-G2)) Các hợp chất 163b, 163d, 164c, 164d với nhóm metoxi có hoạt tính cao Trong đó, hợp chất 163d, 164c, 164d có hoạt tính dịng tế bào KB cao dịng bào Hep-G2: 163d (IC50 = 34,64 µM (KB)), 164c (IC50 = 37,42 µM (KB)), 164d (IC50 = 39,39 µM (KB)), cịn hợp chất 163b thể hoạt tính hai dịng tế bào KB Hep-G2 (IC50 = 29,38 µM (KB); 38,16 µM (Hep-G2)) Nhìn vào kết hoạt tính cấu trúc hợp chất ta thấy: Trong hợp chất từ 153-164 thể hoạt tính hợp chất dẫn xuất khung chứa nhóm metylendioxi có hoạt tín cao hợp chất hai khung chứa nhóm metoxi vị trí số số 10 Điều khẳng định dẫn xuất có nhóm metylendioxi cho hoạt tính tốt dẫn xuất có nhóm metoxi Mặt khác, dù có nhóm khác vịng D hợp chất có cầu nối triazol gắn với nhóm mà nhóm hút electron nitro, xianua, flo đặc biệt nhóm nitro vị trí meta cho hoạt tính cao (162d, 163d, 164d), cao hợp chất khung ban đầu chưa gắn thêm nhóm thơng qua cầu nối triazol Như vậy, khẳng định lại cầu nối triazol cầu nối có tác dụng làm tăng hoạt tính hợp chất 22 IC50 = 23,57 µM (KB); 35,63 µM (Hep-G2) IC50 = 29,38 µM (KB); 28,16 µM (Hep-G2) IC50 = 37,42 µM (KB); 116,41 µM (HepG2) IC50 = 30,28 µM (KB); 135,88 µM (HepG2) IC50 = 34,64 µM (KB); 175,67 µM (HepG2) IC50 = 39,39 µM (KB); 176,51 µM (HepG2) Hình 3.6 Một số dẫn xuất indenoisoquinolin với nhóm metylendioxi metoxi có hoạt tính chống ung thư cao 23 KẾT LUẬN Đã tổng hợp thành cơng 41 dẫn xuất indenoisoquinolin với nhóm khác vòng B, D Đã nghiên cứu khẳng định cấu trúc 41 dẫn xuất indenoisoquinolin phương pháp hóa lý đại như: IR, 1HNMR, 13C-NMR, MS Đã đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư 45 hợp chất indenoisoquinolin (bao gồm 41 dẫn xuất mới, dẫn xuất axit 155, 156, 157 hợp chất 142) dịng tế bào ung thư biểu mơ (KB) ung thư gan (Hep-G2), có 26 hợp chất có khả gây độc tế bào ung thư khảo sát, có 12 hợp chất thể hoạt tính gây độc tế bào ung thư mạnh với giá trị IC50 < 10 µM Trong 45 hợp chất thử hoạt tính gây độc tế bào có hợp chất có giá trị IC50 cao chất chuẩn đối chứng Ellipticine (IC50 = 1,26 µM (KB); 1,46 µM (Hep-G2)): (142l, IC50 = 0,79 µM (KB), 0,76 µM (HepG2)); (145, IC50 = 0,79 µM (KB), 0,64 µM (Hep-G2)); (148b, IC50 = 0,49 µM (KB), 0,48 µM (Hep-G2)); (148d, IC50 = 0,35 µM (KB), 1,18 µM (Hep-G2)) Trong 45 hợp chất thử hoạt tính gây độc tế bào có hợp chất với nhóm metylendioxi metoxi thay đổi vịng D có hoạt tính cao: 162d (IC50 = 23,57 µM (KB); 35,63 µM (Hep-G2)), 162e (IC50 =30,28 µM (KB)), 163b (IC50 = 29,38 µM (KB); 38,16 µM (Hep-G2)), 163d (IC50 = 34,64 µM (KB)), 164c (IC50 = 37,42 µM (KB)), 164d (IC50 = 39,39 µM (KB)) 24 CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Tham Pham Thi, Thuy Giang Le Nhat, Thuong Ngo Hanh, Tan Luc Quang, Chinh Pham The, Tuyet Anh Dang Thi, Ha Thanh Nguyen, Thu Ha Nguyen, Phuong Hoang Thi, Tuyen Van Nguyen “Synthesis and cytotoxic evaluation of novel indenoisoquinolinesubstituted triazole hybrids” Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2016, 26, 3652-3657 Ngô Hạnh Thƣơng, Nguyễn Tiến Dũng, Đặng Thị Tuyết Anh, Lê Nhật Thùy Giang, Hoàng Thị Phương, Nguyễn Văn Tuyến Nghiên cứu tổng hợp (1-(3-cyano-4-(triflometyl)phenyl)-1h-1,2,3-triazol-4yl)metyl 2-(10-metoxy-5,10-dioxo-6b,7,8,9,9a,10hexahydropentaleno[1,2-c]isoquinolin-6(5h)-yl)acetat Tạp chí Y Dược Cổ truyền Việt Nam 2018, 2, 53-57 Ngô Hạnh Thƣơng, Nguyễn Tiến Dũng, Đặng Thị Tuyết Anh, Lê Nhật Thùy Giang, Hoàng Thị Phương, Nguyễn Văn Tuyến Nghiên cứu tổng hợp (1-(2-nitrophenyl)-1h-1,2,3-triazol-4-yl)methyl 2-(8methoxy-5,11-dioxo-5h-indeno[1,2-c]isoquinolin-6(11h)-yl)acetate Tạp chí Y Dược Cổ truyền Việt Nam 2018, 3, 4-8