HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2022 PHAN NGỌC KIM NGÂN TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ TĂNG SINH TẾ BÀO CỦA CÁC DẪN XUẤT N-ALKYL-2- SUBSTITUTED BENZIMIDAZOLE Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa H
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-* -TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2022
PHAN NGỌC KIM NGÂN
TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ TĂNG SINH TẾ BÀO CỦA CÁC DẪN XUẤT N-ALKYL-2-
SUBSTITUTED BENZIMIDAZOLE
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
Mã số: 8520301
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG TP HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Hoàng Thị Kim Dung
TS Lê Xuân TiếnCán bộ chấm nhận xét 1: TS Phan Thị Hoàng Anh
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS Trần Văn Hiếu
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM, ngày 13 tháng 07 năm 2022
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1 PGS TS Bạch Long Giang - Chủ tịch hội đồng
2 TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh - Thư ký hội đồng
3 TS Phan Thị Hoàng Anh - Ủy viên Phản biện 1
4 PGS.TS Trần Văn Hiếu - Ủy viên Phản biện 2
5 TS Nguyễn Trần Vũ - Ủy viên hội đồng
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)
Trang 3
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phan Ngọc Kim Ngân MSHV: 2070651 Ngày, tháng, năm sinh: 24/09/1998 Nơi sinh: Bến Tre Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số : 8520301
I TÊN ĐỀ TÀI :
Tên đề tài tiếng Việt : Tổng hợp và đánh giá khả năng ức chế tăng sinh tế bào của các dẫn
xuất N-alkyl-2-substituted benzimidazole
Tên đề tài tiếng Anh : Synthesis and antiproliferative evaluation of N-alkyl-2-substituted
benzimidazole
II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :
- Tổng hợp các dẫn xuất 2-substituted benzimidazole
- Tổng hợp các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted benzimidazole
- Xác định tính chất và cấu trúc của các dẫn xuất đã tổng hợp được
- Thử nghiệm hoạt tính ức chế tăng sinh tế bào ung thư vú (MDA-MB-231) của các dẫn xuất đã tổng hợp được
- Sử dụng mô hình docking đề xuất cơ chế gắn kết của các dẫn xuất benzimidazole trên phức hợp Topoisomerase I-DNA
III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 14/02/2022
IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 06/06/2022
V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :
CBHD 1 : PGS.TS Hoàng Thị Kim Dung
CBHD 2 : TS Lê Xuân Tiến
Trang 4HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN i
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến PGS.TS Hoàng Thị Kim
Dung và TS Lê Xuân Tiến hướng dẫn, chỉ bảo, và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong
suốt thời gian thực hiện luận văn Bên cạnh đó, em xin gửi lời cám ơn đến ThS Nguyễn
Văn Thạnh, ThS.Huỳnh Thị Kim Chi và anh chị tại Phòng Hóa hữu cơ- Polymer, Viện
Công nghệ Hóa học đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài một cách tốt nhất
Về phía nhà trường, em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Kỹ thuật
Hóa học – Trường Đại học Bách Khoa-TP.HCM đã tận tình chỉ dạy và trang bị cho em
những kiến thức cần thiết trong suốt thời gian ngồi trên ghế giảng đường làm nền tảng
cho em có thể hoàn thành được luận văn này
Con xin cảm ơn cha mẹ và những người thân trong gia đình đã luôn tạo niềm tin,
ủng hộ và động viên con trong suốt thời gian học tập
Đồng thời, cám ơn đến tất cả các anh chị, bạn bè trong Khoa Kỹ thuật Hóa học
đã đồng hành và hỗ trợ mình trong quá trình học tập và thời gian thực hiện luận văn
Với thời gian thực hiện đề tài ngắn ngủi, em đã cố gắng chăm chỉ để hoàn thành
đề tài nhưng do kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế và thiếu sót, kính mong sự nhận
xét và góp ý của các thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn
Lời sau cùng, em xin kính chúc quý thầy cô Khoa Kỹ thuât Hóa học- Trường Đại
học Bách Khoa-TP.HCM và Viện Công nghệ Hóa học dồi dào sức khỏe và thành công
trong sự nghiệp
Em xin chân thành cám ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 06 năm 2022
Học viên thực hiện Phan Ngọc Kim Ngân
Trang 5HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong luận văn này, 6 dẫn xuất 1H-benzimidazole và 51 dẫn xuất
N-alkyl-2-substituted-benzimidazole đã được tổng hợp; trong đó, có 4 hợp chất mới (tra theo Scifinder, tháng 6/2022) Tính chất và cấu trúc của các dẫn xuất được xác định bằng phương pháp đo điểm nóng chảy và các phương pháp phổ FT- IR, 1H-NMR, 13C-NMR
và HRMS Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất được đánh giá trên dòng tế bào ung
thư vú (MDA-MB-231) theo phương pháp SRB Mô hình docking phân tử đã được xây
dựng nhằm giải thích cơ chế ức chế tế bào ung thư của các dẫn xuất có hoạt tính tốt nhất, trên đối tượng tác động là Topoisomerase I-DNA (PDB ID: 1T8I)
ABSTRACT
In this study, six derivatives of 1H-benzimidazole and fifty-one derivatives of
N-alkyl-2-substituted benzimidazole were successfully synthesized, including 4 newly synthesized compounds (according to SciFinder in June, 2022) The physical properties and the structure of compounds were assigned via melting point analysis and spectroscopic analysis: FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR, HMBC, HSQC, NOESY, and HRMS Antiproliferative activity was also performed against the human breast cancer cell line (MDA-MB-231 cell line) by the SRB method Furthermore, the synthesized N-substituted benzimidazole derivatives showing good anticancer activity were screened through molecular docking model on the Topoisomerase I-DNA complex (PDB ID: 1T8I) to recognize the binding behavior
Trang 6HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ: “Tổng hợp và đánh giá khả năng ức chế
tăng sinh tế bào của các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted benzimidazole” là công trình
nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Hoàng Thị Kim
Dung và TS Lê Xuân Tiến Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong để tài này là trung
thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào cùng cấp trước đây
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội
dung luận văn của mình Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM không liên quan đến
những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)
TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 06 năm 2022
Trang 7HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN iv
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ii
ABSTRACT ii
LỜI CAM ĐOAN iii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC BẢNG xxi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xxii
MỞ ĐẦU 1
1 Đặt vấn đề 1
2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 1
3 Cấu trúc luận văn 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1 Tổng quan về ung thư 3
1.1.2 Ung thư vú 3
1.1.3 Phương pháp điều trị ung thư 4
1.2 Benzimidazole và các dẫn xuất benzimidazole 5
1.2.1 Benzimidazole 5
1.2.2 Dẫn xuất 2-substituted-1H- benzimidazole 12
1.2.3 Dẫn xuất N-alkyl-2-substituted benzimidazole 19
1.3 Mô hình gắn kết phân tử (molecular docking) 26
1.3.1 Giới thiệu mô hình gắn kết phân tử 26
1.3.2 Giới thiệu human DNA topoisomerase I 28
Trang 8HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN v
1.3.3 Những nghiên cứu về các dẫn xuất benzimidazole trên phức hợp
Topoisomerase I-DNA 30
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 34
2.1 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 34
2.1.1 Hóa chất 34
2.1.2 Dụng cụ và thiết bị 35
2.2 Tổng hợp các dẫn xuất 2-substituted-1H-benzimidazole và N-alkyl-2-substituted-benzimidazole 35
2.2.1 Phương pháp tổng hợp dẫn xuất 1H-benzimidazole 35
2.2.2 Phương pháp tổng hợp dẫn xuất N-alkyl-2-substituted-benzimidazole 38
2.3 Phương pháp phân lập và xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ 40
2.3.1 Phương pháp đo điểm nóng chảy 40
2.3.2 Phương pháp phổ hồng ngoại 40
2.3.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 40
2.4 Phương pháp xác định tính độc tế bào (cytotoxic assay) đối với tế bào nuôi cấy dạng đơn lớp (SRB) 41
2.5 Mô hình docking phân tử 42
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 46
3.1 Tổng hợp các dẫn xuất 2-substituted-1H-benzimidazole và N-alkyl-2-substituted-benzimidazole 46
3.1.1 Tổng hợp các dẫn xuất 2-substituted-1H-benzimidazole 46
3.1.2 Tổng hợp các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted-benzimidazole 47
3.2 Xác định cấu trúc các dẫn xuất 2-substituted-1H-benzimidazole và N-alkyl-2-substituted-benzimidazole 50
Trang 9HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN vi
3.2.1 Xác định cấu trúc các dẫn xuất 2-substituted-1H-benzimidazole 50
3.2.2 Xác định cấu trúc các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted-benzimidazole 53
3.3 Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các dẫn xuất benzimidazole 95 3.4 Mô hình docking phân tử của các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted-benzimidazole 106
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111
4.1 Kết luận 111
4.2 Kiến nghị 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO 113
PHỤ LỤC 122
Phụ lục 1 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAB-ME 122
Phụ lục 2 Phổ HRMS của hợp chất BAB-ME 122
Phụ lục 3 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAB-ME 123
Phụ lục 4 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAB-ME 123
Phụ lục 5 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAB-ET 124
Phụ lục 6 Phổ HRMS của hợp chất BAB-ET 124
Phụ lục 7 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAB-ET 125
Phụ lục 8 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAB-ET 126
Phụ lục 9 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAB-PR 126
Phụ lục 10 Phổ HRMS của hợp chất BAB-PR 127
Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAB-PR 127
Phụ lục 12 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAB-PR 128
Phụ lục 13 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAB-BU 128
Trang 10HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN vii
Phụ lục 14 Phổ HRMS của hợp chất BAB-BU 129
Phụ lục 15 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAB-BU 129
Phụ lục 16 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAB-BU 130
Phụ lục 17 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAB-PE 131
Phụ lục 18 Phổ HRMS của hợp chất BAB-PE 131
Phụ lục 19 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAB-PE 132
Phụ lục 20 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAB-PE 132
Phụ lục 21 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAB-HEX 133
Phụ lục 22 Phổ HRMS của hợp chất BAB-HEX 133
Phụ lục 23 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAB-HEX 134
Phụ lục 24 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAB-HEX 134
Phụ lục 25 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAB-HEP 135
Phụ lục 26 Phổ HRMS của hợp chất BAB-HEP 135
Phụ lục 27 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAB-HEP 136
Phụ lục 28 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAB-HEP 136
Phụ lục 29 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAMM-ME 137
Phụ lục 30 Phổ HRMS của hợp chất BAMM-ME 137
Phụ lục 31 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAMM-ME 138
Phụ lục 32 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAMM-ME 138
Phụ lục 33 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAMM-ET 139
Phụ lục 34 Phổ HRMS của hợp chất BAMM-ET 139
Phụ lục 35 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAMM-ET 140
Phụ lục 36 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAMM-ET 140
Trang 11HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN viii
Phụ lục 37 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAMM-PR 141
Phụ lục 38 Phổ HRMS của hợp chất BAMM-PR 141
Phụ lục 39 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAMM-PR 142
Phụ lục 40 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAMM-PR 142
Phụ lục 41 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAMM-BU 143
Phụ lục 42 Phổ HRMS của hợp chất BAMM-BU 143
Phụ lục 43 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAMM-BU 144
Phụ lục 44 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAMM-BU 144
Phụ lục 45 Phổ FT-FTIRcủa hợp chất BAMM-PE 145
Phụ lục 46 Phổ HRMS của hợp chất BAMM-PE 145
Phụ lục 47 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAMM-PE 146
Phụ lục 48 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAMM-PE 146
Phụ lục 49 Phổ FT-FTIRcủa hợp chất BAMM-HEX 147
Phụ lục 50 Phổ HRMS của hợp chất BAMM-HEX 147
Phụ lục 51 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAMM-HEX 148
Phụ lục 52 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAMM-HEX 148
Phụ lục 53 Phổ FT-FTIR của hợp chất BAMM-HEP 149
Phụ lục 54 Phổ HRMS của hợp chất BAMM-HEP 149
Phụ lục 55 Phổ 1H-NMR của hợp chất BAMM-HEP 150
Phụ lục 56 Phổ 13C-NMR của hợp chất BAMM-HEP 150
Phụ lục 57 Phổ FT-FTIRcủa hợp chất BATF-ME 151
Phụ lục 58 Phổ HRMS của hợp chất BATF-ME 151
Phụ lục 59 Phổ 1H-NMR của hợp chất BATF-ME 152
Trang 12HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN ix
Phụ lục 60 Phổ 13C-NMR của hợp chất BATF-ME 152
Phụ lục 61 Phổ FT-FTIRcủa hợp chất BATF-ET 153
Phụ lục 62 Phổ HRMS của hợp chất BATF-ME 153
Phụ lục 63 Phổ 1H-NMR của hợp chất BATF-ET 154
Phụ lục 64 Phổ 13C-NMR của hợp chất BATF-ET 154
Phụ lục 65 Phổ HSQC của hợp chất BATF-ET 155
Phụ lục 66 Phổ HRMS của hợp chất BAMM-HEP 155
Phụ lục 67 Phổ FT-FTIR của hợp chất BATF-PR 156
Phụ lục 68 Phổ HRMS của hợp chất BATF-PR 156
Phụ lục 69 Phổ 1H-NMR của hợp chất BATF-PR 157
Phụ lục 70 Phổ 13C-NMR của hợp chất BATF-PR 157
Phụ lục 71 Phổ FT-FTIR của hợp chất BATF-BU 158
Phụ lục 72 Phổ HRMS của hợp chất BATF-BU 158
Phụ lục 73 Phổ 1H-NMR của hợp chất BATF-BU 159
Phụ lục 74 Phổ 13C-NMR của hợp chất BATF-BU 159
Phụ lục 75 Phổ HSQC của hợp chất BATF-BU 160
Phụ lục 76 Phổ HMBC của hợp chất BATF-BU 160
Phụ lục 77 Phổ NOESY của hợp chất BATF-BU 161
Phụ lục 78 Phổ FT-FTIRcủa hợp chất BATF-PE 161
Phụ lục 79 Phổ HRMS của hợp chất BATF-PE 162
Phụ lục 80 Phổ 1H-NMR của hợp chất BATF-PE 162
Phụ lục 81 Phổ 13C-NMR của hợp chất BATF-PE 163
Phụ lục 82 Phổ FT-FTIRcủa hợp chất BATF-HEX 163
Trang 13HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN x
Phụ lục 83 Phổ HRMS của hợp chất BATF-HEX 164
Phụ lục 84 Phổ 1H-NMR của hợp chất BATF-HEX 164
Phụ lục 85 Phổ 13C-NMR của hợp chất BATF-HEX 165
Phụ lục 86 Phổ HSQC của hợp chất BATF-HEX 165
Phụ lục 87 Phổ HMBC của hợp chất BATF-HEX 166
Phụ lục 88 Phổ NOESY của hợp chất BATF-HEX 166
Phụ lục 89 Phổ FT-FTIR của hợp chất BATF-HEP 167
Phụ lục 90 Phổ HRMS của hợp chất BATF-HEP 167
Phụ lục 91 Phổ 1H-NMR của hợp chất BATF-HEP 168
Phụ lục 92 Phổ 13C-NMR của hợp chất BATF-HEP 168
Phụ lục 93 Phổ HSQC của hợp chất BATF-HEP 169
Phụ lục 94 Phổ HMBC của hợp chất BATF-HEP 169
Phụ lục 95 Phổ NOESY của hợp chất BATF-HEP 170
Phụ lục 96 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-ME1 170
Phụ lục 97 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-ME1 171
Phụ lục 98 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-ME1 171
Phụ lục 99 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-ME1 172
Phụ lục 100 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-ME1 172
Phụ lục 101 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-ME1 173
Phụ lục 102 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-ME1 173
Phụ lục 103 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-ME2 174
Phụ lục 104 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-ME2 174
Phụ lục 105 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-ME2 175
Trang 14HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xi
Phụ lục 106 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-ME2 175
Phụ lục 107 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-ME2 176
Phụ lục 108 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-ME2 176
Phụ lục 109 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-ME2 177
Phụ lục 110 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-ET1 177
Phụ lục 111 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-ET1 178
Phụ lục 112 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-ET1 178
Phụ lục 113 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-ET1 179
Phụ lục 114 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-ET1 179
Phụ lục 115 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-ET1 180
Phụ lục 116 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-ET1 180
Phụ lục 117 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-ET2 181
Phụ lục 118 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-ET2 181
Phụ lục 119 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-ET2 182
Phụ lục 120 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-ET2 182
Phụ lục 121 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-ET2 183
Phụ lục 122 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-ET2 183
Phụ lục 123 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-ET2 184
Phụ lục 124 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-PR1 184
Phụ lục 125 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-PR1 185
Phụ lục 126 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-PR1 185
Phụ lục 127 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-PR1 186
Phụ lục 128 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-PR1 186
Trang 15HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xii
Phụ lục 129 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-PR1 187
Phụ lục 130 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-PR1 187
Phụ lục 131 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-PR2 188
Phụ lục 132 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-PR2 188
Phụ lục 133 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-PR2 189
Phụ lục 134 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-PR2 189
Phụ lục 135 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-PR2 190
Phụ lục 136 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-PR2 190
Phụ lục 137 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-PR2 191
Phụ lục 138 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-BU1 191
Phụ lục 139 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-BU1 192
Phụ lục 140 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-BU1 192
Phụ lục 141 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-BU1 193
Phụ lục 142 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-BU1 193
Phụ lục 143 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-BU1 194
Phụ lục 144 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-BU1 194
Phụ lục 145 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-BU2 195
Phụ lục 146 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-BU2 195
Phụ lục 147 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-BU2 196
Phụ lục 148 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-BU2 196
Phụ lục 149 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-BU2 197
Phụ lục 150 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-BU2 198
Phụ lục 151 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-BU2 198
Trang 16HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xiii
Phụ lục 152 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-PE1 198
Phụ lục 153 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-PE1 199
Phụ lục 154 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-PE1 199
Phụ lục 155 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-PE1 200
Phụ lục 156 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-PE1 200
Phụ lục 157 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-PE1 201
Phụ lục 158 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-PE1 201
Phụ lục 159 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-PE2 202
Phụ lục 160 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-PE2 202
Phụ lục 161 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-PE2 203
Phụ lục 162 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-PE2 203
Phụ lục 163 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-PE2 204
Phụ lục 164 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-PE2 204
Phụ lục 165 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-PE2 205
Phụ lục 166 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-HEX1 205
Phụ lục 167 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-HEX1 206
Phụ lục 168 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-HEX1 206
Phụ lục 169 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-HEX1 207
Phụ lục 170 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-HEX1 207
Phụ lục 171 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-HEX1 208
Phụ lục 172 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-HEX1 208
Phụ lục 173 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-HEX2 209
Phụ lục 174 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-HEX2 209
Trang 17HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xiv
Phụ lục 175 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-HEX2 210
Phụ lục 176 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-HEX2 210
Phụ lục 177 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-HEX2 211
Phụ lục 178 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-HEX2 211
Phụ lục 179 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-HEX2 212
Phụ lục 180 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-HEP1 212
Phụ lục 181 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-HEP1 213
Phụ lục 182 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-HEP1 213
Phụ lục 183 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-HEP1 214
Phụ lục 184 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-HEP1 214
Phụ lục 185 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-HEP1 215
Phụ lục 186 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-HEP1 215
Phụ lục 187 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQMM-HEP2 216
Phụ lục 188 Phổ HRMS của hợp chất BQMM-HEP2 216
Phụ lục 189 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQMM-HEP2 217
Phụ lục 190 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQMM-HEP2 217
Phụ lục 191 Phổ HSQC của hợp chất BQMM-HEP2 218
Phụ lục 192 Phổ HMBC của hợp chất BQMM-HEP2 218
Phụ lục 193 Phổ NOESY của hợp chất BQMM-HEP2 219
Phụ lục 194 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-ME2 219
Phụ lục 195 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-ME2 220
Phụ lục 196 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-ME2 220
Phụ lục 197 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-ME2 221
Trang 18HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xv
Phụ lục 198 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-ME2 221
Phụ lục 199 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-ME2 222
Phụ lục 200 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-ME2 222
Phụ lục 201 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-ET1 223
Phụ lục 202 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-ET1 223
Phụ lục 203 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-ET1 224
Phụ lục 204 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-ET1 224
Phụ lục 205 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-ET1 225
Phụ lục 206 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-ET1 225
Phụ lục 207 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-ET1 226
Phụ lục 208 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-ET2 226
Phụ lục 209 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-ET2 227
Phụ lục 210 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-ET2 227
Phụ lục 211 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-ET2 228
Phụ lục 212 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-ET2 228
Phụ lục 213 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-ET2 229
Phụ lục 214 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-ET2 229
Phụ lục 215 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-PR1 230
Phụ lục 216 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-PR1 230
Phụ lục 217 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-PR1 231
Phụ lục 218 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-PR1 231
Phụ lục 219 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-PR1 232
Phụ lục 220 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-PR1 232
Trang 19HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xvi
Phụ lục 221 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-PR1 233
Phụ lục 222 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-PR2 233
Phụ lục 223 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-PR2 234
Phụ lục 224 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-PR2 234
Phụ lục 225 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-PR2 235
Phụ lục 226 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-PR2 235
Phụ lục 227 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-PR2 236
Phụ lục 228 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-PR2 236
Phụ lục 229 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-BU1 237
Phụ lục 230 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-BU1 237
Phụ lục 231 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-BU1 238
Phụ lục 232 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-BU1 238
Phụ lục 233 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-BU1 239
Phụ lục 234 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-BU1 239
Phụ lục 235 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-BU1 240
Phụ lục 236 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-BU2 240
Phụ lục 237 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-BU2 241
Phụ lục 238 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-BU2 241
Phụ lục 239 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-BU2 242
Phụ lục 240 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-BU2 242
Phụ lục 241 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-BU2 243
Phụ lục 242 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-BU2 243
Phụ lục 243 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-PE1 244
Trang 20HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xvii
Phụ lục 244 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-PE1 244
Phụ lục 245 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-PE1 245
Phụ lục 246 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-PE1 245
Phụ lục 247 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-PE1 246
Phụ lục 248 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-PE1 246
Phụ lục 249 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-PE1 247
Phụ lục 250 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-PE2 247
Phụ lục 251 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-PE2 248
Phụ lục 252 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-PE2 248
Phụ lục 253 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-PE2 249
Phụ lục 254 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-PE2 249
Phụ lục 255 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-PE2 250
Phụ lục 256 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-PE2 250
Phụ lục 257 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-HEX1 251
Phụ lục 258 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-HEX1 251
Phụ lục 259 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-HEX1 252
Phụ lục 260 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-HEX1 252
Phụ lục 261 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-HEX1 253
Phụ lục 262 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-HEX1 253
Phụ lục 263 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-HEX1 254
Phụ lục 264 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-HEX2 254
Phụ lục 265 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-HEX2 255
Phụ lục 266 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-HEX2 255
Trang 21HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xviii
Phụ lục 267 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-HEX2 256
Phụ lục 268 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-HEX2 256
Phụ lục 269 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-HEX2 257
Phụ lục 270 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-HEX2 257
Phụ lục 271 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-HEP1 258
Phụ lục 272 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-HEP1 258
Phụ lục 273 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-HEP1 259
Phụ lục 274 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-HEP1 259
Phụ lục 275 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-HEP1 260
Phụ lục 276 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-HEP1 260
Phụ lục 277 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-HEP1 261
Phụ lục 278 Phổ FT-FTIR của hợp chất BQTF-HEP2 261
Phụ lục 279 Phổ HRMS của hợp chất BQTF-HEP2 262
Phụ lục 280 Phổ 1H-NMR của hợp chất BQTF-HEP2 262
Phụ lục 281 Phổ 13C-NMR của hợp chất BQTF-HEP2 263
Phụ lục 282 Phổ HSQC của hợp chất BQTF-HEP2 263
Phụ lục 283 Phổ HMBC của hợp chất BQTF-HEP2 264
Phụ lục 284 Phổ NOESY của hợp chất BQTF-HEP2 264
Phụ lục 285 Phổ FT-FTIR của hợp chất BLMM-PR2 265
Phụ lục 286 Phổ HRMS của hợp chất BLMM-PR2 265
Phụ lục 287 Phổ 1H-NMR của hợp chất BLMM-PR2 266
Phụ lục 288 Phổ 13C-NMR của hợp chất BLMM-PR2 266
Phụ lục 289 Phổ HSQC của hợp chất BLMM-PR2 267
Trang 22HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xix
Phụ lục 290 Phổ HMBC của hợp chất BLMM-PR2 267 Phụ lục 291 Phổ NOESY của hợp chất BLMM-PR2 268 Phụ lục 292 Phổ FT-FTIR của hợp chất BLMM-BU1 268 Phụ lục 293 Phổ HRMS của hợp chất BLMM-BU1 269 Phụ lục 294 Phổ 1H-NMR của hợp chất BLMM-BU1 269 Phụ lục 295 Phổ 13C-NMR của hợp chất BLMM-BU1 270 Phụ lục 296 Phổ HSQC của hợp chất BLMM-BU1 270 Phụ lục 297 Phổ HMBC của hợp chất BLMM-BU1 271 Phụ lục 298 Phổ NOESY của hợp chất BLMM-BU1 271 Phụ lục 299 Phổ FT-FTIR của hợp chất BLMM-BU2 272 Phụ lục 300 Phổ HRMS của hợp chất BLMM-BU2 272 Phụ lục 301 Phổ 1H-NMR của hợp chất BLMM-BU2 273 Phụ lục 302 Phổ 13C-NMR của hợp chất BLMM-BU2 273 Phụ lục 303 Phổ HSQC của hợp chất BLMM-BU2 274 Phụ lục 304 Phổ HMBC của hợp chất BLMM-BU2 274 Phụ lục 305 Phổ NOESY của hợp chất BLMM-BU2 275 Phụ lục 306 Mô hình 2D và 3D của BAB-HEX chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 275 Phụ lục 307 Mô hình 2D và 3D của BAB-PE chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 275 Phụ lục 308 Mô hình 2D và 3D của BAMM-HEP chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 276
Trang 23HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xx
Phụ lục 309 Mô hình 2D và 3D của BLMM-BU1 chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 276 Phụ lục 310 Mô hình 2D và 3D của BQMM-BU1 chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 276 Phụ lục 311 Mô hình 2D và 3D của BQMM-BU2 chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 277 Phụ lục 312 Mô hình 2D và 3D của BQMM-HEP2 chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 277 Phụ lục 313 Mô hình 2D và 3D của BQMM-HEX1 chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 277 Phụ lục 314 Mô hình 2D và 3D của BQMM-HEX2 chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 278 Phụ lục 315 Mô hình 2D và 3D của BQTF-ET1 chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 278 Phụ lục 316 Mô hình 2D và 3D của BQTF-PR1 chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 278 Phụ lục 317 Mô hình 2D và 3D của Camptothecin chèn vào khoang gắn kết của phức hợp TopI-DNA 279 Phụ lục 318 Kết quả gây độc tế bào ung thư vú MDA-MB-231 279 Phụ lục 319 Kết quả docking trên phức hợp Topoisomerase I-DNA 284 PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 285
Trang 24HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xxi
Bảng 3.1 Các dẫn xuất 2-substituted-1H-benzimidazole đã tổng hợp 46
Bảng 3.2 Các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted-benzimidazole đã tổng hợp 47 Bảng 3.3 Kết quả hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các dẫn xuất benzimidazole 95 Bảng 3.4 Kết quả re-docking giữa ligand và phức hợp TopI-DNA (PDB ID:1T8I) 106 Bảng 3.5 Kết quả docking của 11 dẫn xuất N-alkyl-2-substituted-benzimidazole và camptothecin trên phức hợp TopI-DNA (PDB ID: 1T8I) 108
Trang 25HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xxii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
13C-NMR 13C-Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C
1H-NMR 1H- Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H CPT Camptothecin
dd Doublet of doublets Mũi đôi đôi
DMC Dimethyl carbonate
DMSO Dimethyl Sulfoxide
DNA Deoxyribonucleic acid
ESI Electrospray Ionization Ion hóa phun điện tử
FT-IR Fourier-transform infrared
spectroscopy Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier
HMBC Heteronuclear Multiple Bond
NOESY Nuclear Overhauser Effect
Spectroscopy PDB Protein Data Bank Ngân hàng dữ liệu protein
Trang 26HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN xxiii
RMSD Root-mean-square deviation Độ lệch gốc-trung bình-bình phương
SD Standard deviation Độ lệch chuẩn
TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký lớp mỏng
TMS Tetramethylsilane
TopI-DNA Topoisomerase I-DNA
Trang 27HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 1
MỞ ĐẦU
1 Đặt vấn đề
Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), mỗi năm thế giới có thêm khoảng 12.7 triệu trường hợp ung thư mắc mới được phát hiện và 7.6 triệu bệnh nhân tử vong do ung thư Chính vì vậy, việc tìm kiếm và tổng hợp các tác nhân mới có hoạt tính cao là nhiệm vụ hàng đầu đối với các nhà khoa học Điều này mở ra một xu hướng đối với nghiên cứu tổng hợp và sàng lọc các hợp chất có hoạt tính sinh học cao để phát triển các dòng thuốc tiềm năng mới Gần đây, nhiều dẫn xuất benzimidazole nói chung, N-alkyl-2-substituted-benzimidazole nói riêng, được công nhận là một tác nhân trị liệu sáng giá với tác dụng sinh học và ứng dụng lâm sàng đa dạng như kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm, kháng virus, kháng ung thư, ức chế bơm proton, ức chế kinase, … Tuy nhiên, các nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm về nhóm N-alkyl-2-substituted-benzimidazole có hoạt tính kháng ung thư vẫn còn hạn chế nên việc tổng hợp và đánh giá hoạt tính của các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted-benzimidazole là rất cần thiết để thúc đẩy và làm tiền đề cho các nghiên cứu tìm kiếm các dược chất kháng ung thư hiệu
quả Từ cơ sở trên, đề tài “Tổng hợp và đánh giá khả năng ức chế tăng sinh tế bào
của các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted benzimidazole” được thực hiện
2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu
1 Tổng hợp được các dẫn xuất 2-substituted-1H-benzimidazole bằng phản ứng ngưng tụ giữa o-phenylenediamine và aldehyde và tổng hợp các dẫn xuất N-alkyl-2-
substituted benzimidazole bằng phản ứng alkyl hóa
2 Tìm kiếm các dẫn xuất có hoạt tính ức chế tế bào ung thư từ các dẫn xuất benzimidazole đã tổng hợp được
Nội dung nghiên cứu
1 Tổng hợp các dẫn xuất 2-substituted benzimidazole
2 Tổng hợp các dẫn xuất N-alkyl-2-substituted benzimidazole
Trang 28HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 2
3 Xác định tính chất và cấu trúc hóa học của các dẫn xuất đã tổng hợp được bằng các phương pháp như: đo điểm nóng chảy, FT-IR, NMR, HRMS
4 Đánh giá hoạt tính ức chế tế bào ung thư vú (MDA-MB-231) của các dẫn xuất đã tổng hợp được
5 Sử dụng mô hình docking phân tử nhằm đề xuất cơ chế gây độc tế bào ung thư của các dẫn xuất tốt nhất trên phức hợp enzyme mục tiêu TopI-DNA (PDB ID: 1T8I)
3 Cấu trúc luận văn
Luận văn được chia làm 2 phần chính, bao gồm: phần cơ sở lý thuyết liên quan đến nghiên cứu (Chương 1) và phần kết quả thực nghiệm trong quá trình nghiên cứu Trong chương 1, tổng quan tài liệu, phương pháp và lý thuyết liên quan đến tổng hợp, đánh giá hoạt tính sinh học và mô hình docking phân tử của các dẫn xuất benzimidazole được trình bày trong luận văn này Phần kết quả và phương pháp nghiên cứu được trình bày trong Chương 2 Thực nghiệm và Chương 3 Kết quả và bàn luận Phần kết luận và kiến nghị sẽ được trình bày trong Chương 4 Các thông số thí nghiệm, các thông tin bổ sung liên quan đến kết quả được thể hiện trong phần Phụ lục được đính kèm theo báo cáo luận văn này
Trang 29HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về ung thư
1.1.1 Giới thiệu về ung thư [1]
Ung thư là một thuật ngữ y khoa dùng để chỉ một tập hợp các bệnh liên quan, đặc trưng bởi sự tăng sinh, phân chia và di cư mất kiểm soát của một nhóm tế bào, chúng xâm lấn các mô xung quanh và có thể di căn đi xa Ung thư có thể xuất hiện ở bất kỳ đâu trong cơ thể và khiến tế bào phát triển không theo chu kỳ tế bào
Các nghiên cứu đã xác định được sự khác biệt đặc trưng giữa các tế bào ung thư
và tế bào lành thông qua sự phát triển và biểu hiện của chúng Hầu hết, các tế bào ung thư phân chia vô hạn bất kể sự ức chế tăng sinh phụ thuộc vào mật độ, vốn là đặc trưng của các tế bào bình thường trong cơ thể Nói cách khác, chúng vẫn trong pha M của chu
kỳ tế bào cho đến khi cạn kiệt chất dinh dưỡng trong nội môi Trong khi, tế bào thường
sẽ phản ứng với các yếu tố tăng trưởng ngoại bào thì một số tế bào ung thư lại tiết ra các yếu tố tăng trưởng để thúc đẩy sự tăng sinh và giảm sự phụ thuộc của chúng vào các yếu
tố ngoại bào Các tế bào ung thư phát triển và di chuyển không kiểm soát bất kể sự tiếp xúc với các tế bào lân cận hoặc chất nền ngoại bào Tế bào ung thư tiết ra các protease nhằm phá vỡ vật chất ngoại bào tạo điều kiện cho chúng xâm nhập qua các mô lành xung quanh Thêm vào đó, các tế bào ung thư mất khả năng biệt hóa ở giai đoạn đầu và không trải qua quá trình chết theo chương trình của tế bào - có liên quan đến khả năng xâm lấn
và di căn của bệnh ung thư Kết hợp lại với nhau, các đặc tính này đã góp phần vào sự tiến triển, xâm lấn và di căn của các khối u ác tính
Trang 30HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 4
Ung thư vú được phân loại dựa vào nhiều yếu tố khác nhau: loại mô, mức độ khối
u, tình trạng hạch lympho và sự biểu hiện của các thụ thể (ER, PR, HER-2) Dựa vào tình trạng biểu hiện gen, người ta chia ung thư vú thành ít nhất 5 phân nhóm: lòng ống
A (luminal A), lòng ống B (luminal B), HER-2 (Human epithelium receptor 2), bộ ba
âm tính/ giống đáy (Triple-negative/basal-like) và loại thường [3, 4]
Mỗi phân nhóm có đáp ứng điều trị và tiên lượng khác nhau [5].Chẳng hạn, phân nhóm lòng ống A và B được điều trị bằng liệu pháp hormone vì có đích điều trị là ER (estrogen receptor) Tương tự, phân nhóm HER-2 có thể điều trị bẳng trastuzumab (Herceptin) [6]
Dòng tế bào MDA-MB-231 thuộc phân nhóm bộ ba âm tính/giống đáy Phân nhóm này không có sự biểu hiện của cả ba dấu ấn (ER, PR và HER-2) nên các liệu pháp hormone nhắm vào ER, PR và HER-2 đều không hiệu quả [6] Đây là loại ung thư nguy hiểm, bệnh nhân có diễn tiến lâm sàng xấu với tỉ lệ di căn cao, tỉ lệ tái phát sau 3 năm điểu trị và tỉ lệ tử vong sau 5 năm tương đối cao [5, 7] Thế nên, việc sử dụng hóa trị liệu trong điều trị ung thư nhóm bộ ba âm tính đang được ưu tiên [7] Chính vì vậy, nhiều tác nhân kháng ung thư vú tập trung vào phân nhóm này đang được phát triển mạnh mẽ
1.1.3 Phương pháp điều trị ung thư
Nhiều liệu pháp đã được phát triển trong điều trị ung thư và việc lựa chọn phương pháp điều trị phần lớn phụ thuộc vào bản chất và mức độ diễn tiến của của ung thư [8]
Phẫu thuật là lựa chọn điều trị chủ yếu đầu tiên do giai đoạn đầu khối u chưa di căn nên có thể được loại bỏ hoàn toàn và do đó có khả năng chữa khỏi cao [9] Thật không may, hơn một nửa số ca ung thư tại thời điểm được chẩn đoán đã di căn và không thể chữa khỏi chỉ bằng phẫu thuật [1] Để nâng cao hiệu quả điều trị, việc kết hợp phẫu thuật với các liệu pháp khác là cần thiết
Xạ trị tương tự như phẫu thuật chủ yếu là điều trị ung thư khu trú hoặc được sử dụng để tấn công các tế bào ung thư đã lan rộng ra sau phẫu thuật [10] Ngoài ra, một số
Trang 31HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 5
bệnh ung thư đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi bức xạ, nên nó được ưu tiên trong điều trị các bệnh này [1]
Hóa trị hiện là hình thức điều trị ung thư được sử dụng rộng rãi nhất [11] Không giống như phẫu thuật và xạ trị - phương pháp điều trị tại chỗ, ưu điểm chính của hóa trị
là nó có thể nhắm vào các tế bào ung thư khắp cơ thể [12].Tuy nhiên, các loại thuốc chống ung thư được sử dụng hiện nay đều nhắm mục tiêu vào tất cả các tế bào tăng sinh nhanh chóng bao gồm cả tế bào bình thường cũng như tế bào ung thư nên có thể tạo ra các tác dụng phụ không mong muốn[1] Tính độc cao hơn và khả năng dung nạp kém của các loại thuốc hóa trị liệu hiện nay là những trở ngại lớn đối với việc điều trị hiệu quả bệnh ung thư [13] Do đó, thiết kế và tổng hợp các chất chống ung thư mới với hiệu quả được cải thiện và giảm tác dụng phụ là rất cần thiết cho phương pháp hóa trị liệu hiện nay
1.2 Benzimidazole và các dẫn xuất benzimidazole
1.2.1 Benzimidazole
1.2.1.1 Giới thiệu về benzimidazole
Benzimidazole là một hợp chất hữu cơ dị vòng thơm và là một hệ bicyclic được hình thành từ sự ngưng tụ giữa nhân benzene với nhân imidazole tại vị trí số 4 và số 5
Bên cạnh đó, benzimidazole còn được gọi là 1,3-benzodiazole, 1H- benzimidazole hay
1H-benzo[d]imidazole Quy tắc đánh số được thể hiện ở Hình 1.1
Hình 1.1 Quy tắc đánh số trên nhân benzimidazole
Trong lịch sử, dị vòng benzimidazole được tổng hợp đầu tiên vào năm 1872 bởi Hoebrecker và thu được 2,5 (hoặc 2,6)- dimethylbenzimidazole khi tiến hành khử 2-nitro-4-methylacetanilide [14]
Trang 32HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 6
Hình 1.2 Benzimidazole đầu tiên được tổng hợp bởi Hoebrecker [14]
Khi không có nhóm thế ở vị trí số 1 thì trên vòng benzimidazole sẽ xảy ra quá
trình chuyển vị nội phân tử rất nhanh giữa hai nguyên tử niơ ở vị trí số 1 và số 3 Hiện
tượng này gọi là hiện tượng hỗ biến (tautomerization) [15]
Hình 1.3 Hiện tượng tautomer hóa của benzimidazole
Do hiện tượng tautomer hóa nên các dẫn xuất 1H-benzimidazole tồn tại ở dạng
đồng phân Hai dẫn xuất 5-methylbenzimidazole và 6- methylbenzimidazole là minh họa
cho một cặp đồng phân hỗ biến (tautomer) và mô tả cùng cho cùng một chất [14]
Tuy nhiên, khi có một nhóm thế ở vị trí N-1 lớn hơn hydrogen thì không xuất hiện
hiện tượng hỗ biến mà tồn tại ở dạng đồng phân đặc trưng [15]
1.2.1.2 Tính chất vật lý
Các benzimidazole đơn giản là những chất rắn, có nhiệt độ nóng chảy khá cao
(1H-benzimidazole, 170 oC) Nhìn chung, khi thêm một nhóm thế vào vị trí N-1 thì điểm
nóng chảy của các benzimidazole giảm (1-methyl-1H-benzimidazole, 66oC) [14] do các
benzimidazole không tạo được liên kết hydrogen liên phân tử vì hydrogen ở N-1 đã bị
thế
Trang 33HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 7
Các 1H-benzimidazole tan nhiều trong dung môi phân cực và ít tan trong dung
môi không phân cực Khi gắn các nhóm thế có độ phân cực khác nhau vào vòng benzimidazole thì chúng sẽ tan trong dung môi tương ứng Ví dụ, 2-methylbenzimidazole tan tốt trong ether trong khi đó 2-aminobenzimidazole tan nhiều trong nước [14]
1.2.1.3 Tính chất hóa học
Benzimidazole có tính lưỡng tính, thể hiện đồng thời tính acid khi tác dụng với NaNH2/NH3 và tính base khi tạo được muối với acid
Hình 1.4 Phản ứng minh hoạt tính lưỡng tính của benzimidazole
Benzimidazole có tính base yếu, yếu hơn cả imidazole và nhìn chung chúng vẫn
có thể hòa tan được trong dung dịch acid loãng Benzimidazole có pKa= 5.4 thấp hơn đáng kể so với imidazole có pKa= 6.9 Tính base giảm do sự kết hợp giữa nhân benzene
và nhân imidazole Do sự cộng hưởng của vòng benzene nên cấu trúc dị vòng benzimidazole có tính ổn định cao và làm giảm ái lực của nó với proton, chính sự liên hợp này đã làm giảm tính base và tăng tính acid [14]
Benzimidazole không bị thủy phân trong sulfuric acid đậm đặc, kể cả khi đun nóng đến 270oC, cũng như trong dung dịch hydrochloric acid và kiềm nóng Phản ứng oxy hóa phân cắt vòng benzene của benzimidazole cũng chỉ xảy ra ở điều kiện vô cùng khắc nghiệt [14]
Tính chất hóa học của benzimidazole thể hiện qua các phản ứng sau [16, 17]: a) Phản ứng alkyl hóa:
Benzimidazole khi alkyl hóa với alkyl halide tạo ra 1-alkyl benzimidazole và trong các điều kiện khắc nghiệt hơn tạo ra 1,3-dialkyl benzimidazolium halide
Trang 34HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 8
Hình 1.5 Phản ứng alkyl hóa benzimidazole
Quá trình alkyl hóa của các benzimidazole đã được nghiên cứu rộng rãi Quá trình alkyl hóa được thực hiện bằng các nhóm alkyl và aryl khác nhau Phản ứng được tiến hành bằng cách đun nóng benzimidazole với alkyl halide ở nhiệt độ khoảng 110-150oC
Khi phản ứng alkyl hóa được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn với một lượng tương đương với alkyl halide, thu được 1-alkylbenzimidazole là sản phẩm chính Do đó, lượng đồng đều của benzimidazole và methyl iodide ở 90-100 oC cho sản phẩm chủ yếu là 1-methylbenzimidazole
Hình 1.6 Phản ứng giữa 2,5-dimethyl-1H-benzo[d]imidazole và methyl iodide
b) Phản ứng acyl hóa:
N-acyl benzimidazole được điều chế bằng phản ứng giữa acid chlorie hoặc anhydride với benzimidazole
1-acetyl benzimidazole đã được tổng hợp bằng cách đun
1H-benzimidazole-2-carboxylic acid thông qua quá trình decarboxyl hóa anhydride acetic để tạo thành sản phẩm
Hình 1.7 Phản ứng acyl hóa 1H-benzimidazole-2-carboxylic acid
Trang 35HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 9
c) Phản ứng halogen hóa:
Khi xử lý 2,5 hoặc 2,6-dimethyl benzimidazole trong dung dịch acid bằng CaOCl2
ở 0-5oC sẽ thu được 1-chloro- 2,5-dimethyl benzimidazole hoặc 1-chloro- 2,6-dimethyl benzimidazole
Hình 1.8 Halogen hóa benzimidazole
d) Phản ứng nitro hóa:
Hình 1.9 Phản ứng nitro hóa benzimidazole
Khi nitro hóa benzimidazole và các dẫn xuất thế N-1 benzimidazole sẽ ưu tiên thu được 5 (hoặc 6) – nitrobenzimidazole Tuy nhiên, nhóm thế nitro có thể gắn vào vị trí số 4 hoặc 7 khi vị trí số 5 và 6 đã bị khóa
Trang 36HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 10
1.2.1.4 Ứng dụng của benzimidazole
Hình 1.10 Cấu trúc của các chất nhóm purine
Cấu trúc dị vòng “6 + 5” của benzimidazole tương tự như một nhóm hợp chất hóa học khác tồn tại trong tự nhiên - nhóm purine, các hợp chất trong nhóm này được biết đến là các phân tử sinh học rất quan trọng như adenine, guanine - hai trong bốn nucleic
acid, uric acid và caffein [18] (Hình 1.10)
Hình 1.11 Ví dụ về các hoạt chất (a.b) kháng vi sinh vật, (c) chống ký sinh trùng và
(d) kháng ung thư chứa khung benzimidazole [19-22]
Trang 37HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 11
Hiện nay, nhiều dẫn xuất của benzimidazole có mặt trên thị trường được sử dụng rộng rãi trong điều trị lâm sàng như thuốc giảm đau [23], tẩy giun sán [24], cao huyết áp
[25], kháng nấm [26], viêm loét dạ dày [27], kháng ung thư [28] … (Bảng 1.1)
Bảng 1.1 Các dẫn xuất của benzimidazole trong điểu trị lâm sàng
1 Tẩy giun sán, kí
sinh trùng [24]
Albendazole Mebendazole Thiabendazole *
3 Ức chế bơm
proton [27]
Lansoprazole Omeprazole*
Pantoprazole
4 Giảm đau [23]
Etonitazene*
Clonitazene Bezitramide
5 Hạ huyết áp [25]
Candesartan * Manidipine Mibefradil
6 Kháng nấm [26]
Benomyl Carbendazine*
Chlormidazole
Trang 38HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 12
7 Điều trị ung thư
[28]
Abemaciclib * Bendamustine Nocodazole
1.2.2 Dẫn xuất 2-substituted-1H- benzimidazole
1.2.2.1 Tổng hợp dẫn xuất 2-substituted-1H- benzimidazole
Hiện nay, hầu hết các dẫn xuất benzimidazole thường được tổng hợp từ các dẫn
xuất của vòng benzene có hai nhóm thế chứa nitrogen ở vị trí ortho với nhau Một trong những phương pháp phổ biến là phản ứng ngưng tụ giữa o-phenylenediamine và dẫn
xuất của nó với carboxylic acid [14, 30], aldehyde [31-35], acid anhydride [36] hoặc ester [14]
a) Phản ứng giữa o-phenylenediamine và carboxylic acid
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, các dẫn xuất o-phenylenediamine phản
ứng với hầu hết carboxylic acid cho sản phẩm là các dẫn xuất 2-substituted benzimidazole với hiệu suất cao
Hình 1.12 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất benzimidazole từ o-phenylenediamine và
carboxylic acid Theo phương pháp Phillip [30], benzimidazole được tổng hợp từ phản ứng ngưng
tụ o-diaminobenzene với dẫn xuất carboxylic acid với tác nhân hydrochloric acid đậm
đặc Đây là phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp benzimidazole và dẫn xuất tương ứng
Trang 39HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 13
Ngoài ra, các dicarboxylic acid cũng tham gia phản ứng với o-phenylenediamine,
sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào tỉ lệ mol giữa các tác chất và điều kiện phản ứng Khi
tỉ lệ mol giữa o-phenylenediamine/dicarboxylic acid ≥ 2, phần lớn thu được
bisbenzimidazole [14]
Hình 1.13 Phản ứng tạo dẫn xuất bisbenzimidazole
Mặc dù vậy, phương pháp Phillip vẫn còn hạn chế khi các carboxylic acid có chứa vòng thơm và nhóm thế phức tạp hay dị nguyên tố [37]
b) Phản ứng giữa o-phenylenediamine và aldehyde
Phản ứng ngưng tụ giữa o-phenylenediamine và aldehyde cho sản phẩm
benzimidazole mang nhóm thế ở vị trí số 2 ở nhiều điều kiện khác nhau Trong đó, tốt nhất là khi có sự oxy hóa, thường là điều kiện phản ứng có không khí hoặc có mặt các tác nhân oxy hóa [36]
Binh Phung và cộng sự (2017) đã tổng hợp các dẫn xuất benzimidazole từ
o-arylenediamine và 4-hydroxy-5,8-dimethoxy-2-naphthaldehyde trong DMSO ở 100oC với sự hiện diện của Na2S2O5 [31]
Hình 1.14 Tổng hợp dẫn xuất benzimidazole với sự có mặt của Na2S2O5
Các dẫn xuất benzimidazole (a-f) được tổng hợp với sự hiện diện cùa NaHSO3
trong dimethylformamide ở 80oC [35]
Trang 40HVTH: PHAN NGỌC KIM NGÂN 14
Hình 1.15 Tổng hợp dẫn xuất benzimidazole với sự có mặt của NaHSO3
Một phương pháp khác được đề xuất bởi Lin gồm một bước tổng hợp đi từ
o-phenylenediamine và aldehyde sử dụng khộng khí như chất oxi hóa [32]
Hình 1.16 Tổng hợp dẫn xuất benzimidazole theo đề xuất của Lin
Năm 2008, Bahrami đã mô tả phương pháp mới đi từ o-arylenediamine và
aldehyde thơm trong acetonitrile với H2O2/HCl ở nhiệt độ phòng [33] Đồng thời, dưới
sự hỗ trợ của vi sóng ở 1000W, các dẫn xuất của benzimidazole đã được tổng hợp thành công [34]
Hình 1.17 Tổng hợp dẫn xuất benzimidazole theo phương pháp của Bahrami
Hình 1.18 Tổng hợp dẫn xuất benzimidazole có sự hỗ trợ vi sóng
Ngoài ra, nhằm đạt hiệu suất cao, phản ứng ngưng tụ này còn có sự hiện diện của các xúc tác như (CH3COO)2Cu [38], LaCl3 [36] và Na3AlF6 [39]…