Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 1 methyl isoquinolin 3 carboxylat

ĐẶT VẤN ĐẺ • Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển tạo điều kiện cho các ngành sản xuất phát triển trong đó có ngành Dược. Trong những năm gần đây ngành Dược đã thu được nhiều thành tựu trong việc phát triển các sản phẩm thuốc phục vụ nhu cầu chăm sóc và bảo vệ sức khỏe người dân. Góp phần to lớn vào việc nâng cao đời sống xã hội, kéo dài tuổi thọ. Gần đây nhóm họp chất isoquinolin3carboxylat đang thu hút được rất nhiều sự chú ý của các nhà khoa học bởi hoạt tính sinh học phong phú như: tác dụng chống đông máu, chống HCV, chống ung thư, giảm đau, chống co thắt cơ trơn, điều trị bệnh động kinh, bệnh Parkinson, bệnh Alzheimer, bệnh thoái hóa khớp, bệnh viêm khớp, giảm triệu chứng suy giảm trí nhớ ở bệnh nhân HIV, tác dụng trên hệ tim mạch (ức chế enzym Angiotensin )...2, 5, 7, 14, 16, 19, 20, 29 Những nghiên cứu trước đây đã tìm ra được nhiều phương pháp tổng họp nhân isoquinolin, một số phương pháp cổ điển như: phương pháp Bischler Napieralski, phương pháp Pictet Spengler, phương pháp PictetGams, phương pháp Pomerantz Fristch...Tuy nhiên các nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên cứu tìm ra những phương pháp mới để thu được sản phẩm tinh khiết với hiệu suất cao hơn. Với đề tài này chúng tôi đi vào nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất của isoquinoIine3carboxyIat từ nguyên liệu chính là Ltyrosin với 2 mục tiêu chính như sau: 1. Tổng hợp được hợp chất methyl 7hydroxy1methyl 3,4dỉhvdro isoquỉnolỉn3carboxylat. 2. Thử tác dụng chống đông máu của dẫn chất methyl 7hydroxy1methyl 3,4dỉhydroisoquỉnolỉn3carboxylat.

Bộ YTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI • • • • NGUYỄN THỊ LAN HƯOÍNG TỎNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1- METHYL ÌSOQUINOLIN-3- CARBOXYLAT KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Dược sĩ • • • Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyền Đình Luyện Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội TkUốNíĩ ĐK Dlíợc HẨ NỘỉ 1 THƯViỆM ^ Ị th á n g năm 2 0 ị N a à y SoĐKCB:, Hà Nội-2011 LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xỉn bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện đã trực tiếp hưởng dẫn, cho tôi những lời khuyên quí báu và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi ưong quá trình nghiên cứu và hoàn thành khỏa luận tốt nghiệp này. Tôi xỉn chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Công Nghiệp Dược đặc biệt là DS. Nguyễn Văn Hải, anh Phan Tiến Thành và anh Nguyễn Văn Giang của tổ môn Tổng hợp Hóa dược đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Trong quả trình thực hiện khỏa luận tôi đã nhận được sự giúp đờ của các cán bộ Phòng Phân tích phổ - Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam cũng thư viện trường Đại học Dược Hà Nội, tôi xin chân thành cảm ơnl Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ và bạn bè - những người luôn động viên, khích lệ tôi trong cuộc sổng và học tập! Hà Nội, Ngày 12 tháng 5 năm 2011. Sinh viên NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chương I. TỔNG QUAN 2 1.1. Giới thiệu về nhân isoquinolin 2 1.1.1. Tính chất vật lý 2 1.1.2. Tính chất hóa học 2 1.1.3. Phân loại nhân isoquinolin 4 1.1.4. Phương pháp tổng hợp 8 1.2. Tổng quan về dẫn chất methyl 7-hydroxy-l-methyl isoquinolin-3- carboxylat 1 2 1.2.1. Hoạt tính sinh học của dẫn chất isoquinolin-3-carboxylat 13 1.2.1.1. Hoạt tính chống ung thư 13 1.2.1.2. Hoạt tính chổng đông máu 13 1.2.1.3. Hoạt tính chống HCV 16 1.2.2. Một số phương pháp tổng hợp dẫn chất isoquinolin-3-carboxylat.l7 1.2.2.1. Phương pháp Pictet-Spengle 17 1.2.2.2. Phương pháp Bischler-Napieralski 19 1.2.2.3. Phương pháp Pomerantz Pristch 21 Chương II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứ u 22 2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị dụng cụ 22 2.1.1. Nguyên liệu 22 2.1.2. Thiết bị dụng cụ 22 2.2. Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1. Phương pháp tổng họp dẫn chất isoquinolin-3-carboxylat 23 2.2.2. Phương pháp thử tác dụng chống đông máu của sản phẩm 25 Chương III. THựC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 26 3.1. Tổng hợp methyl 2-amino-3-(4-hydroxyphenyl) propanoat (i) 27 3.2. Tổng họp methyl 2-acetamido-3-(4-hydroxyphenyl) propanoat (ii) 30 3.3. Tổng họp methyl 7-hydroxy-l-methyl-3,4-dihydroisoquinolin-3- carboxylat (iii) 33 3.4. Thử tác dụng chống huyết khối của sản phẩm (iii) 37 3.5. Kết quả phân tích số liệu các phổ các sản phẩm 37 3.5.1. Phổ hồng ngoại IR 37 3.5.2. Phổ cộng hưởng từ 'H-NMR 39 3.6. Bàn luận 40 3.6.1. về các phản ứng 40 3.6.2. về các phổ 42 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 43 4.1. Kết luận 43 4.2. Đề xuất 43 Bảng 1 : Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới hiệu suất phản ứng tạo L-tyrosin methyl ester 30 Bảng 2: Ảnh hưởng của tỷ lệ mol các chất tham gia phản ứng tạo N-acetyl L-tyrosin methyl ester 33 Bảng 3: Kết quả chổng đông của (iii) 38 Bảng 4: sổ liệu phổ IR của các chất (ii), (iii) 39 Bảng 5: số liệu phổ 'H-NMR của methyl 2-acetamido-3-(4-hydroxyphenyl) propanoat 41 DANH MỤC BẢNG Hình 1 : Sơ đồ quy trình tổng hợp methyl 2-amino-3-(4-hydroxyphenyl) propanoat 29 Hình 2: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới hiệu suất phản ứng tạo L-tyrosin methyl ester 30 Hình 3: Sơ đồ quy trình tổng hợp methyl 2-acetamido-3-(4-hydroxyphenyl) propanoat 32 Hình 4: Ảnh hưởng của tỷ lệ ĨÌ2 : ĩii tới hiệu suất phản ứng tạo N-acetyl L-tyrosin methyl ester 34 Hình 5: Sơ đồ quy trình tổng hợp methyl 7-hydroxy-l-methyl-3,4- dihydroisoquinolin-3 -carboxylat 37 DANH MỤC HÌNH ĐẶT VẤN ĐẺ • Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển tạo điều kiện cho các ngành sản xuất phát triển trong đó có ngành Dược. Trong những năm gần đây ngành Dược đã thu được nhiều thành tựu trong việc phát triển các sản phẩm thuốc phục vụ nhu cầu chăm sóc và bảo vệ sức khỏe người dân. Góp phần to lớn vào việc nâng cao đời sống xã hội, kéo dài tuổi thọ. Gần đây nhóm họp chất isoquinolin-3-carboxylat đang thu hút được rất nhiều sự chú ý của các nhà khoa học bởi hoạt tính sinh học phong phú như: tác dụng chống đông máu, chống HCV, chống ung thư, giảm đau, chống co thắt cơ trơn, điều trị bệnh động kinh, bệnh Parkinson, bệnh Alzheimer, bệnh thoái hóa khớp, bệnh viêm khớp, giảm triệu chứng suy giảm trí nhớ ở bệnh nhân HIV, tác dụng trên hệ tim mạch (ức chế enzym Angiotensin ) [2, 5, 7, 14, 16, 19, 20, 29] Những nghiên cứu trước đây đã tìm ra được nhiều phương pháp tổng họp nhân isoquinolin, một số phương pháp cổ điển như: phương pháp Bischler- Napieralski, phương pháp Pictet Spengler, phương pháp Pictet-Gams, phương pháp Pomerantz Fristch Tuy nhiên các nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên cứu tìm ra những phương pháp mới để thu được sản phẩm tinh khiết với hiệu suất cao hơn. Với đề tài này chúng tôi đi vào nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất của isoquinoIine-3-carboxyIat từ nguyên liệu chính là L-tyrosin với 2 mục tiêu chính như sau: 1. Tổng hợp được hợp chất methyl 7-hydroxy-1-methyl 3,4-dỉhvdro isoquỉnolỉn-3-carboxylat. 2. Thử tác dụng chống đông máu của dẫn chất methyl 7-hydroxy-1-methyl 3,4-dỉhydroisoquỉnolỉn-3-carboxylat. Chương I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về nhân isoquinolin. Công thức cấu tạo và cách đánh số danh pháp [13] Tên khoa học: 2-benzazin, benzo [c] pyridin. LLL Tính chất vật lý Tan trong ethanol, diethyl ether, carbon disulfid và các dung môi hưu cơ thông thường. Tan trong dung dich acid loãng (dung dịch acid HCl, H2SO4). 1.1.2. Tính chất hóa học Do cấu tạo cùa isoquinolin gồm 1 vòng benzen và 1 vòng pyridin, tổng thể bộ khung tưoTig tự naphtalen [1 2 ]. - Tính chất như pyridin: thể hiện ở vị trí N ( có đôi e tự do), vòng benzen sẽ hút e làm cho N mang điện tích dương. Vì vậy tác nhân ái nhân sẽ tấn công vào pyridin, tác nhân ái điện tử sẽ tấn công vào vòng benzen [1 1 ]. - Tính chất tương tự như naphtalen: thể hiện ở các vị trí còn lại. 1.1.2.1. Phản ứng thế ái điện tử[\, 11, 12] NO2 H N O 3 .N H 2 S O 4 1.1.2.2. Phan img the di nhdn [1, 11, 12, 23] NaOH,KOH 240°C 70% 1.1.2.3 Phan img oxi hoa [11] 1.1.2.4. Phan img khie hoa [11] [O] KMn0 4 Pyridin-3,4-dicarboxylic acid H2 Pt HCl 12N « _____ t 70% H2,Pt MeOH 87% 1.1.2.5. Mot sophdn ung khdc [11,25] • Tao acid isoquinalic [25] PhCOCl, KCN Phản ứng của isoquinolin N-Oxyd [11] NCOPh 'CN AcOH ■AcOH ỎAc 1.1.3. Phân loại nhân isoquỉnolin Nhóm này có nhiều alkaloid được sử dụng trong điều trị, được chia làm 9 nhóm sau: [1 , 26] * Nhỏm beniylỉsoquỉnolỉn Là một trong những nhóm phổ biến nhất trong nhóm isoquinolin. Chúng được tìm thấy trong rất nhiều họ cây như: Annonaceae, Arỉstolochỉaceae, Berberidaceae, Eupomatỉaceae, Hernandỉaceae, Pabaceae, Fumariaceae, Lauraceeae, Papaveraceae, Mặị khác, các họp chất nhóm này có thể được sinh tổng họp từ dẫn chất của Tyrosin. [...]... là dẫn chất isoquinolin, nên không phải tiến hành thêm bước dehydrogen hóa 1. 2 Tổng quan về dẫn chất methyl 7-hydroxy-l -methyl isoquinolỉn- 3carboxylat Công thức: CH, HO OCH 1. 2 .1 Hoạt tính sinh học của dẫn chất isoquinolin- 3- carboxylat 13 Nhiều công trình nghiên cứu đã cho thấy các dẫn chất isoquinolin- 3- carboxylat có nhiều hoạt tính sinh học có ý nghĩa trong thực tế như: tác dụng chống ung thư [14 ],... tetrahydroisoquinolin -3- carbonyl) amino acid chống lại PAF, AA, ADP, TH tương ứng là 0 ,12 đến 0,66; 0 ,10 đến 0,49; 0 ,14 đến 1, 4; 0 ,16 đến 0,97 Kết quả cho thấy THIQA và dẫn chất tác dụng ức chế ADP và AA mạnh hơn trên PAF và TH THIQA ức chế ADP gấp 18 2 - 4 91 lần và ức chế AA gấp 7 - 15 31 1 lần so với THIQ Dan chất 3- monoamino acid có tác dụng ức chế ADP và AA mạnh hơn THIQA tương ứng 1, 4 - 4,6 lần và 1, 2 - 4 ,3 lần... nhưng tác dụng của dẫn chất thế vị trí 3 mạnh hơn • Dan chất 2 ,3 diamino acid của tetrahydroỉsoquỉnolỉne -3- carboxyỉỉc acid [29] Công thức 0 R COOH NH2 ^ a " V 8 " Tác dụng chống kết tập tiểu cầu in vitro và chống huyết khối in vivo mạnh hơn nhiều so với dẫn chất thế 2 hoặc 3 monoamino acid Giá trị IC50 tác dụng ức chế ADP như sau: 16 • Với dẫn chất thế 2 ,3- diamino acid là 2 ,17 - 3, 73nM • Với dẫn chất. .. ức chế ung thư của dẫn chất Nisoquinolin -3- carbony lamino acid benzyl ester mạnh hơn isoquinoline- 3carboxylat, in vitro mạnh hơn gấp 2,5 lần, in vivo mạnh gấp 4,4 lần 1. 2 .1. 2 Hoạt tỉnh chống đông máu [20, 29] Người ta đã chứng minh được rằng các dẫn chất của isoquinoline -3- carboxylat có tác dụng chống đông máu Ví dụ về một vài dẫn chất như sau: Dan chất N-(l,2 ,3, 4-tetrahydroỉsoquỉnolỉn -3- carbonyl) amino... 16 • Với dẫn chất thế 2 ,3- diamino acid là 2 ,17 - 3, 73nM • Với dẫn chất thế của 2-amino acid là 10 3 - 534 nM • Với dẫn chất thế của 3- amino acid là 12 0 - 661nM Kết quả cho thấy dẫn chất thế 2 ,3- diamin acid ức chế ADP mạnh gấp 47 -14 3 lần so với dẫn chất thế 2 -amino acid và gấp 55 - 17 7 lần so với dẫn chất thế 3- amino acid 1. 2 .1. 3 Hoạt tính chổng HCV [7] Bệnh viêm gan c (HCV ) là môt bệnh hết sức nghiêm... lần Kết quả của hoạt động chổng huyết khối - Trọng lượng cục máu đông của chuột nhận được lúc đầu là 28,54mg - Trọng lượng cục máu đông của chuột điều trị 15 Ịxmol/kg THIQA là 21, 52mg - Trọng lượng cục máu đông của chuột điều trị 5^mol/kg của một số dẫn chất là từ 18 , 73 tới 23, 58mg Kết quả chứng tỏ rằng THIQA và dẫn chất N-( 1, 2 ,3, 4-tetrahydroisoquinolin-3carbonyl) amino acid đều có tác dụng chống đông... trọng và quá trình lây nhiễm 1. 2.2 Một số phương pháp tổng hợp dẫn chất isoquinolin- 3- carboxylat 1. 2.2 .1 Phương pháp Pỉctet-Spengle • Với nguyên liệu là phenylalanin [20] HCHO/HCI 84% Tiến hành: tạo huyền phù của L-phenylalanin trong chloroform và formandehyd Thêm dung dịch HCl đặc vào và hỗn hợp phản ứng được khuấy ở 80-90°C trong vòng lOh, chạy sắc ký TLC (CHCI3 /CH3 OH, 10 :1) không thấy có vết của. .. 0 .1 |iM - ADP với nồng độ lOịiM - Arachidonic acid (AA) với nồng độ 35 0|iM - Thrombin (TH) với nồng độ 0 .1 ư/ml Giá trị IC50 của tetrahydroisoquinolin (THIQ) ức chế ADP và AA tương ứng là 10 0-270^M; 3, 3 -14 0|aM Giá trị IC5 0 của tetrahydroisoquinolin -3- carboxylic acid (THIQA) chống lại PAF, AA, ADP, TH tương ứng là 0,55; 0,45; 0,96; 0,88 |iM Giá trị IC50 của một số dẫn chất N-(l,2 ,3, 4 tetrahydroisoquinolin -3- carbonyl)... khoảng 17 0 triệu người mỗi năm Liệu pháp điều trị bệnh này vẫn đang sử dụng a-interferon và ribarivin, nhược điểm của những thuốc này là nhiều tác dụng không mong muốn và hiện nay khả năng dung nạp đang có chiều hướng giảm Hiện nay một nhóm dẫn chất isoquinolin đang được nghiên cứu cho tác dụng chống HCV cấu trúc của nhóm này có dạng như sau: R 5 R3 R 4 Rj 4 2 17 Cơ chế tác dụng: ức chế protease NS3 (một. .. 1. 2 .1. 1 Hoạt tỉnh chổng ung thư [14 ] Các dẫn chất A^ -isoquinolin- 3- carbonylamino acid benzyl ester chống lại tế bào ung thư với liều IC5 0 chống lại sự tăng trưởng của tế bào HL-60 và Hela tương ứng là 1. 10'^ M và 6 .10 ‘^M Thử nghiệm trên chuột với liều 0,lMmol/kg có tác dụng ức chế sự phát ừiển của tế bào ung thư n-isoquinoline -3- carbonylamino acid benzylester Người ta chứng minh rằng hiệu quả tác dụng . 7-hydroxy-l -methyl isoquinolin- 3- carboxylat 1 2 1. 2 .1. Hoạt tính sinh học của dẫn chất isoquinolin- 3- carboxylat 13 1. 2 .1. 1. Hoạt tính chống ung thư 13 1. 2 .1. 2. Hoạt tính chổng đông máu 13 1. 2 .1. 3. . QUAN 2 1. 1. Giới thiệu về nhân isoquinolin 2 1. 1 .1. Tính chất vật lý 2 1. 1.2. Tính chất hóa học 2 1. 1 .3. Phân loại nhân isoquinolin 4 1. 1.4. Phương pháp tổng hợp 8 1. 2. Tổng quan về dẫn chất methyl. tử[, 11 , 12 ] NO2 H N O 3 .N H 2 S O 4 1. 1.2.2. Phan img the di nhdn [1, 11 , 12 , 23] NaOH,KOH 240°C 70% 1. 1.2 .3 Phan img oxi hoa [11 ] 1. 1.2.4. Phan img khie hoa [11 ] [O] KMn0 4 Pyridin -3, 4-dicarboxylic