Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất mới lai hóa của zidovudine (azt) và quinazolinone qua phản ứng click

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất lai hóa Zidovudine (AZT) Quinazolinone qua phản ứng Click NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO Thao.ntp202594M@sis.hust.edu.vn Viện Kỹ thuật Hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Khắc Vũ Bộ môn: Cơng nghệ Hóa dược Bảo vệ thực vật Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 3/2023 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Nguyễn Thị Phương Thảo Đề tài luận văn: Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất lai hóa Zidovudine (AZT) Quinazolinone qua phản ứng Click Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số SV: 20202594M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 17/04/2023 với nội dung sau: - Chỉnh sửa lỗi tả, lỗi in ấn Chỉnh sửa bố cục luận văn Chỉnh sửa tài liệu tham khảo Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm Tác giả luận văn PGS.TS Trần Khắc Vũ Nguyễn Thị Phương Thảo CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Vũ Đình Hồng ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất lai hóa Zidovudine (AZT) quinazolinone qua phản ứng Click Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên PGS.TS Trần Khắc Vũ LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Bách Khoa Hà Nơi, thầy viện Kỹ thuật hóa học mơn CN Hóa dược bảo vệ thực vật truyền đạt cho em kiến thức sở, lối tư duy, hành trang để thực luận án Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến PGS TS Trần khắc Vũ, thầy trực tiếp giao đề tài, tận tình hướng dẫn truyền đạt cho em kinh nghiệm thực tế để hoàn thành luận văn cách tốt Cuối em xin cảm ơn gia đình, bạn phịng nghiệm động viên, giúp đỡ em trình thực luận án TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Đề tài luận văn tập trung vào việc tổng hợp dẫn xuất lai hóa Zidovudine (AZT) dẫn xuất quinazolinone qua phản ứng Click Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Các phương pháp tinh chế sản phẩm sắc ký mỏng, sắc ký cột, kết tinh dung môi hỗn hợp dung môi - Sử dụng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR MS nghiên cứu cấu trúc sản phẩm - Sử dụng phản ứng hữu cơ để tổng hợp chất trung gian hợp chất đích như: phản ứng thế, cộng, phản ứng thủy phân…và nhiều xúc tác đại Kết đạt được: - Tổng hợp dẫn xuất lai hóa Zidovudine (AZT) Quinazolinone qua phản ứng Click - Thử nghiệm tác dụng kháng viêm gây độc tế bào MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC SƠ ĐỒ DANH MỤC HÌNH VẼ 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN 11 1.1 Tổng quan khung quinazolinone 11 Giới thiệu khung quinazolinone 11 Tình hình nghiên cứu nước nước khung Quinazolinone 12 Các phương pháp tổng hợp quinazolinone .13 Hoạt tính sinh học dẫn xuất quinazolinone 16 1.2 Tổng quan Zidovudine 29 Giới thiệu chung 29 Tình hình nghiên cứu nước 30 Cơ chế tác dụng .34 Hoạt tính sinh học 34 1.3 Phản ứng O-alkyl hóa phản ứng click chemistry 37 Phản ứng O-alkyl hóa 37 Phản ứng click chemistry 38 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1 Dụng cụ thiết bị 41 2.2 Các hóa chất dùng thí nghiệm .41 2.3 Các phương pháp sử dụng tổng hợp tinh chế sản phẩm 41 2.4 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm 42 2.5 Thử nghiệm hoạt tính sinh học .42 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 44 3.1 Sơ đồ tổng quát 44 3.2 Tổng hợp dẫn xuất vị trí 6-hydroxy-2-methylquinazoline 44 (56) Tổng hợp 6-hydroxy-2-methyl-4H-benzo[d][1,3]oxazin-4-one 44 Tổng hợp dẫn xuất vị trí 6-hydroxy-2methylquinazoline (57a-i) 45 Tổng hợp dẫn xuất vị trí 6-hydroxy-2-methylquinazoline 3.3 chứa hợp phần propargyl (58a-i) 46 3.4 Tổng hợp dẫn xuất triazole AZT quinazolinone (59a-i) 51 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 4.1 Tổng hợp dẫn xuất vị trí 6-hydroxy-2-methylquinazoline 59 Tổng hợp oxazin .59 Tổng hợp dẫn xuất vị trí 6-hydroxy-2methylquinazoline .60 4.2 Tổng hợp dẫn xuất vị trí 6-hydroxy-2-methylquinazoline chứa hợp phần propargyl (58a-i) 62 4.3 Tổng hợp dẫn xuất triazole AZT quinazolinone (59a-i) 67 4.4 Hoạt tính sinh học 72 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO .75 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân protone ( Proton Magnetic Resonance Spectroscopy) 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon 13( Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) Δ (ppm) Độ chuyển dịch hóa học TLC Sắc ký lớp mỏng UV Ultraviolet s Singlet d Double t triplet q Quartet dd Double doublet m Multiplet J Hằng số tương tác spin-spin Rt Nhiệt độ phòng EtOH Ethanol MeOH Methanol EtOAc Ethyl acetate CH2Cl2 Diclometan DMSO-d6 IDC DMAP Dimethylsulffoxid deutri hóa Carbonyl diimidazole Dimethyl aminopyridine AZT Zidovudine IC50 Nồng độ ức chế 50% phát triển EtOAc Ethyl acetate DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hiệu suất phản ứng tổng hợp 2-subtituted quinazolinone 2a-g 15 Bảng 1.2 Hiệu suất phản ứng tổng hợp 8a-c 16 Bảng 1.3 Tính chất lý hóa hoạt tính chống ung thư nguyên phát 19 Bảng 1.4 Ức chế tăng trưởng nồng độ gây chết (GI50, TGI LC50) số dòng tế bào khối u chọn lọc ống nghiệm 21 Bảng 1.5 Nồng độ ức chế tăng trưởng trung bình (GI50, μM) dòng tế bào khối u (in vitro) 22 Bảng 1.6 Hoạt tính kháng viêm (Phương pháp phù chân chuột Carrageenan gây ra) 24 Bảng 1.7 Hoạt tính kháng khuẩn ( Phương pháp pha loãng agar) giá trị MIC(μg/ml) 26 Bảng 1.8 Sàng lọc chống co giật 28 Bảng 1.9 Tác dụng ức chế thần kinh trung ương xác định phương pháp bể bơi áp lực Porsolt 29 Bảng 1.10 Mức độ kết hợp AZT với DNA tế bào gan người 32 Bảng 1.11 Hoạt tính ức chế tăng sinh tế bào 42a-e 35 Bảng 1.12 Hoạt tính kháng khuẩn hợp chất 43b-e đo số M.I.C (μg mL-1) 36 Bảng 4.1 Hoạt tính kháng viêm sản phẩm 59a-i 72 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Tổng hợp 2-cyano-3,4-dihydro-4-oxoquinazoline 11 Sơ đồ 1.2 Phản ứng ngưng tụ đóng vịng anthranilic acid 14 Sơ đồ 1.3 Tổng hợp dẫn xuất 2-substituted quinazolinone 2a-g 15 Sơ đồ 1.4 Tổng hợp dẫn xuất 2-Substituted-4(3H)-quinazolinone thông qua phản ứng Diels-Alder 16 Sơ đồ 1.5 Tổng hợp dẫn xuất 2,3-disubstituted quinazolinones 8a-c thơng qua q trình cyclocarbonyl hóa xúc tác palladium 16 Sơ đồ 1.6 Tổng hợp dẫn xuất 2,3-disubstituted quinazolinones 10-23 18 Sơ đồ 1.7 Tổng hợp dẫn xuất 2,3-disubstituted quinazolinones 24-33 19 Sơ đồ 1.8 Tổng hợp dẫn xuất 2-methyl-3-subtituted quinazolin-4-(3H)-one 38a-k 24 Sơ đồ 1.9 Tổng hợp dẫn xuất 2-pheyl-3-(substituted-benzyldenamino)quinazolin-4(3H)-one 40a-h 27 Sơ đồ 1.10 Quy trình tổng hợp dẫn xuất Zidovudine 33 Sơ đồ 1.11 Tổng hợp DIPP-L-amino acid ester of AZT 35 Sơ đồ 1.12 Tổng hợp chất ức chế HIV-1 PR RT (50-54) 37 Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp hợp chất lai AZT chứa khung quinazolinone (59a-i) 44 Sơ đồ 3.2 Tổng hợp dẫn xuất oxazin với amine 57a-i 45 Sơ đồ 3.3 Tổng hợp dẫn xuất vị trí 6-hydroxy-2-methylquinazoline chứa hợp phần propargyl 46 Sơ đồ 3.4 Tổng hợp sản phẩm đích 59a-i 51 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các dạng đồng phân quinazoline 11 Hình 1.2 Các dạng đồng phân quinazolinone 12 Hình 1.3 Các dẫn xuất hydroxamic acid chứa khung quinazolinone 12 Hình 1.7 Phản ứng tổng hợp quinazoli-4-(3H)-one từ Isatoic anhydride 16 Hình 1.8 Cấu trúc raltitrexed thymitaq 17 Hình 1.9 Công thức cấu tạo AZT 29 Hình 1.10 Các dẫn xuất chalcone flavone lai hóa với khung AZT 30 Hình 1.11 Cấu trúc dẫn xuất triterpenoid-triazole-AZT 31 Hình 1.12 Các chất ức chế men chép ngược 32 Hình 1.13 Dẫn xuất lipid amphiphilic 3-hydroxyurea-deoxythymidine 34 Hình 1.14 Cấu trúc dẫn xuất AZT 43a-e 36 Hình 1.19 Một số hợp chất dùng làm thuốc có chứa khung 1,2,3-triazole 39 Hình 1.20 Cơ chế phản ứng click chemistry tạo vòng triazole 39 Hình 3.1 Tổng hợp 6-hydroxy-2-methyl-4H-benzo[d][1,3]oxazin-4-one 45 Hình 3.2 Cấu trúc oxazin (56) 45 Hình 3.3 Cấu trúc sản phẩm trung gian (57a-i) 46 Hình 4.1 Cơ chế phản ứng đóng vịng oxazin 59 Hình 4.2 Phổ 1H-NMR oxazin (56) 60 Hình 4.3 Cơ chế tạo dẫn xuất 6-hydroxy-2-methylquinazoline với amine 61 Hình 4.4 Cơ chế tạo dẫn xuất ~N-3-quinazolinone 62 Hình 4.5 Phổ 1H-NMR hợp chất 58i 64 Hình 4.6 Phổ giãn 1H-NMR hợp chất 58i 65 Hình 4.7 Phổ giãn 1H-NMR hợp chất 58i 65 Hình 4.8 Phổ 13C-NMR hợp chất 58i 66 Hình 4.9 Công thức cấu tạo xác định hợp chất 58i 67 Hình 4.10 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất triazole AZT quinazolinone 67 Hình 4.11 Cấu trúc dẫn xuất 58i hợp chất đích 59i 68 Hình 4.12 Phổ 1H-NMR sản phẩm 59i 69 Hình 4.13 Phổ 13C-NMR sản phẩm 59i 71 Hình 4.14 Phổ MS sản phẩm 59i 71 Hình 4.15 Cấu trúc sản phẩm đích 59i 72 10 Hình 0.22 Phổ 13C NMR hợp chất 58g Phổ 1H-NMR, 13C-NMR dẫn xuất 58h Hình 0.22 Phổ 1H-NMR hợp chất 58h 11 Hình 0.22 Phổ 13C-NMR hợp chất 58h 10 Phổ 1H-NMR, 13C-NMR dẫn xuất 58i Hình 0.22 Phổ 1H-NMR hợp chất 58i 12 Hình 0.22 Phổ 13C-NMR hợp chất 58i 11 Phổ 1H-NMR, 13C-NMR MS dẫn xuất 59a Hình 0.24 Phổ 1H NMR hợp chất 59a 13 Hình 0.25 Phổ 13C NMR hợp chất 59a Hình 0.26 Phổ MS hợp chất 59a 14 12 Phổ 1H-NMR, 13C-NMR MS dẫn xuất 59b Hình 0.27 Phổ 1H NMR hợp chất 59b Hình 0.28 Phổ 13C NMR hợp chất 59b 15 13 Hình 0.29 Phổ MS hợp chất 59b Phổ 1H-NMR, 13C-NMR MS dẫn xuất 59c Hình 0.30 Phổ 1H NMR hợp chất 59c 16 Hình 0.31 Phổ 13C NMR hợp chất 59c Hình 0.32 Phổ MS hợp chất 59c 17 14 Phổ 1H-NMR, 13C-NMR MS dẫn xuất 59d Hình 0.33 Phổ 1H NMR hợp chất 59d Hình 0.34 Phổ 13C NMR hợp chất 59d 18 Hình 0.35 Phổ MS hợp chất 59d 15 Phổ 1H-NMR, 13C-NMR MS dẫn xuất 59e Hình 0.36 Phổ 1H NMR hợp chất 59e 19 Hình 0.37 Phổ 13C NMR hợp chất 59e Hình 0.38 Phổ MS hợp chất 59e 20 16 Phổ 1H-NMR, 13C-NMR MS dẫn xuất 59f Hình 0.39 Phổ 1H NMR hợp chất 59f Hình 0.40 Phổ 13C NMR hợp chất 59f 21 Hình 0.41 Phổ MS hợp chất 59g 17 Phổ 1H-NMR, 13C-NMR MS dẫn xuất 59g Hình 0.42 Phổ 1H NMR hợp chất 59g 22 Hình 0.43 Phổ 13C NMR hợp chất 59g Hình 0.44 Phổ MS hợp chất 59g 23 Hình 0.44 Phổ 1H-NMR hợp chất 59h Hình 0.44 Phổ 13C-NMR hợp chất 59h 24 Hình 0.45 Phổ 1H-NMR hợp chất 59i Hình 0.44 Phổ 13C-NMR hợp chất 59i 25