Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của n hydroxy 4 (3 methoxyimino 2 oxo 1 indolinyl) methylcinnamamid và một số dẫn chất

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -  HÀ QUANG VĂN TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA N-HYDROXY-4-(3-METHOXYIMINO-2OXO-1-INDOLINYL)METHYLCINNAMAMID VÀ MỘT SỐ DẪN CHẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -  HÀ QUANG VĂN TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA N-HYDROXY-4-(3-METHOXYIMINO-2OXO-1-INDOLINYL)METHYLCINNAMAMID VÀ MỘT SỐ DẪN CHẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Phan Thị Phương Dung Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Dược HÀ NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực đề tài với nhiều nỗ lực cố gắng, thời điểm hồn thành khóa luận lúc tơi xin phép bày tỏ lịng biết ơn chân thành với người dạy dỗ, hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian qua Trước hết với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc xin bày tỏ lời cám ơn chân thành đến GS.TS Nguyễn Hải Nam TS Phan Thị Phương Dung - Bộ mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, người thầy trực tiếp hướng dẫn tận tình bảo tơi thời gian thực khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn đến DS Đỗ Thị Mai Dung anh chị kỹ thuật viên Bộ mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa - Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Khoa Dược - Đại học Quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho thực khóa luận tốt nghiệp Cuối tơi xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến bố mẹ, gia đình bạn bè ln động viên khích lệ tơi suốt trình học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Hà Quang Văn MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 HISTON DEACETYLASE (HDAC) 1.1.1 Khái niệm histon deacetylase 1.1.2 Phân loại HDAC 1.1.3 Cấu trúc HDAC 1.1.4 Mối liên quan ung thư hoạt động bất thường HDAC 1.2 CÁC CHẤT ỨC CHẾ HDAC 1.2.1 Cơ chế tác dụng chất ức chế HDAC 1.2.2 Cấu trúc chất ức chế HDAC 1.2.3 Phân loại 1.2.3.1 Dẫn chất benzamid 1.2.3.2 Các peptid vòng 1.2.3.3 Các acid béo mạch ngắn .10 1.2.3.4 Các dẫn chất ceton .10 1.2.3.5 Các hydroxamat dẫn chất 11 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ .15 2.1.1 Hóa chất 15 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 15 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 16 2.2.1 Tổng hợp hóa học 16 2.2.2 Thử tác dụng sinh học chất tổng hợp 16 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.3.1 Tổng hợp hóa học 16 2.3.2 Thử tác dụng sinh học 17 2.3.3 Đánh giá mức độ giống thuốc cuả chất tổng hợp 19 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20 3.1 HÓA HỌC 20 3.1.1 Tổng hợp hóa học 20 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 30 3.1.3 Xác định cấu trúc 30 3.2 THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC 35 3.2.1 Thử hoạt tính sinh học 35 3.2.2 Đánh giá mức độ giống thuốc 35 3.3 BÀN LUẬN .36 3.3.1 Tổng hợp hóa học 36 3.3.2 Tác dụng sinh học 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 42 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AcOH : Acid acetic ALL : Bệnh ung thư nguyên bào lympho cấp tính AML : Bệnh ung thư bạch cầu dạng tủy cấp tính APL : Bệnh ung thư bạch cầu tủy bào cấp tính CLL : Bệnh lympho mãn tính (Chronic lymphocytic leukemia) CTCL : Tế bào lymphoT da (Cutaneous T cell lymphoma) 13 : Cộng hưởng từ hạt nhân 13C DCM : Dicloromethan DMF : Dimethyl formamid EtOH : Ethanol HAT : Histon acetyltranferase HDAC : Histon deacetylase HDIs : Các chất ức chế HDAC : Cộng hưởng từ hạt nhân 1H IC50 : Nồng độ ức chế hoạt độ tế bào xuống nửa IR : Phương pháp phổ tử ngoại MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng NSCLC : Ung thư phổi tế bào không nhỏ (Non-smali lung cell) NST : Nhiễm sắc thể SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic T0nc : Nhiệt độ nóng chảy TLC : Phương pháp sắc ký lớp mỏng TSA : Trichostatin A C-NMR H-NMR DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Bảng 1.1: Các chất ức chế HDAC thử nghiệm lâm sàng Bảng 1.2: Tác dụng ức chế HDAC số dẫn chất N‑ hydroxycinnamamid mang nhân indol Trang 13 Bảng 3.1: Hiệu suất số hóa lý chất 2a-d 23 Bảng 3.2: Các số hóa lý chất 3a-d 26 Bảng 3.3: Hiệu suất số hóa lý chất 4a-d 29 Bảng 3.4: Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy chất 4a-d 30 Bảng 3.5: Kết phân tích phổ IR chất 4a-d 31 Bảng 3.6: Kết phân tích phổ MS chất 4a-d 32 Bảng 3.7: Kết phân tích phổ 1H-NMR chất 4a-d 32 10 Bảng 3.8: Kết phân tích phổ 13C-NMR chất 4a-d 34 11 Bảng 3.9: Đánh giá mức độ giống thuốc chất 4a-d theo quy tắc Lipinsky 36 12 Bảng 3.10: Kết thử tác dụng ức chế HDAC2 37 13 Bảng 3.11: Kết thử hoạt tính kháng tế bào ung thư 39 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình STT Trang Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo nucleosom 2 Hình 1.2: HAT HDAC điều hịa q trình phiên mã 3 Hình 1.3: Cấu tạo trung tâm hoạt động HDAC 4 Hình 1.4: Q trình điều hịa sống sót phát triển tế bào chất ức chế HDAC Hình 1.5: Cấu trúc chất ức chế HDAC Hình 1.6: Các chất ức chế HDAC benzamid Hình 1.7: Các chất ức chế HDAC có cấu trúc vịng peptid 10 Hình 1.8: Các chất ức chế HDAC dẫn chất ceton 10 Hình 1.9: Các chất ức chế HDAC có cấu trúc hydroxamat 11 10 Hình 1.10: Các acid benzothiazol - hydroxamic 12 11 Hình 1.11: Cấu trúc belinostat (PXD 101) 12 12 Hình 1.12: Dẫn chất N‑ hydroxycinnamamid nhóm nghiên cứu Shangdong 13 Hình 1.13: Dẫn chất cinnamic mang nhóm urea/thiourea 14 13 Hình 3.1: Biểu đồ so sánh tác dụng ức chế HDAC dẫn chất 4a-d 15 Hình 3.2: Biều đồ so sánh tác dụng kháng tế bào ung thư dẫn chất 4a-d 14 38 40 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ STT Tên sơ đồ Trang Sơ đồ 3.1: Quy trình tổng hợp chung 20 Sơ đồ 3.2: Quy trình tổng hợp chất 2a 20 Sơ đồ 3.3: Quy trình tổng hợp chất 2b 21 Sơ đồ 3.4: Quy trình tổng hợp chất 2c 22 Sơ đồ 3.5: Quy trình tổng hợp chất 2d 22 Sơ đồ 3.6: Quy trình tổng hợp chất 3a 23 Sơ đồ 3.7: Quy trình tổng hợp chất 3b 24 Sơ đồ 3.8: Quy trình tổng hợp chất 3c 25 Sơ đồ 3.9: Quy trình tổng hợp chất 3d 25 10 Sơ đồ 3.10: Quy trình tổng hợp chất 4a 26 11 Sơ đồ 3.11: Quy trình tổng hợp chất 4b 28 12 Sơ đồ 3.12: Quy trình tổng hợp chất 4c 28 13 Sơ đồ 3.13: Quy trình tổng hợp chất 4d 29 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong khoảng 20 năm trở lại đây, việc nghiên cứu phát triển thuốc có nhiều bước phát triển kỳ diệu Đặc biệt, nhờ có tiến lĩnh vực di truyền học, sinh học phân tử tạo bước đột phá cho việc tìm kiếm, xác định đích tác dụng thuốc Một đích tác dụng phân tử quan tâm histondeacetylase (HDAC) Các nghiên cứu HDAC rằng, HDAC có liên quan đến nhiều loại bệnh ung thư chúng gây sai khác trình phiên mã tạo điều kiện cho hình thành khối u Vì vậy, số nhà khoa học tập trung nghiên cứu chất ức chế HDAC thu nhiều kết khả quan Belinostat chất ức chế HDAC tiềm Kết thử nghiệm lâm sàng với 129 bệnh nhân cho thấy, có 25,8% bệnh nhân khơng cịn triệu chứng triệu chứng thuyên giảm sau điều trị [15,34,37] Đến năm 2014, cục quản lý thực phẩm dược phẩm Mỹ (US-FDA) cho phép sử dụng belinostat (Beleodap®) điều trị ung thư Nhóm nghiên cứu mơn Hóa Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội thiết kế, tổng hợp, thử tác dụng sinh học acid hydroxamic với thay đổi nhóm nhận diện bề mặt dựa cấu trúc chất dẫn đường belinostat Khóa luận: “Tổng hợp thử tác dụng sinh học N-hydroxy-4-(3methoxyimino-2-oxo-1-indolinyl)methylcinnamamid số dẫn chất” thực với hai mục tiêu: Tổng hợp N-hydroxy-4-(3-methoxyimino-2-oxo-1-indolinyl)methylcinnamamid dẫn chất Thử tác dụng ức chế HDAC độc tính tế bào chất tổng hợp Phụ lục : Phổ khối MS 4c Phụ lục : Phổ khối MS 4d Phụ lục 9: Phổ 1H-NMR 4a Phụ lục 9: Phổ 1H-NMR 4a (mở rộng) Phụ lục 10: Phổ 1H-NMR 4b Phụ lục 10: Phổ 1H-NMR 4b (mở rộng) Phụ lục 11: Phổ 1H-NMR 4c Phụ lục 11: Phổ 1H-NMR 4c (mở rộng) Phụ lục 12: Phổ 1H-NMR 4d Phụ lục 12: Phổ 1H-NMR 4d (mở rộng) Phụ lục 13: Phổ 13C-NMR 4a Phụ lục 14: Phổ 13C-NMR 4b Phụ lục 15: Phổ 13C-NMR 4c Phụ lục 16: Phổ 13C-NMR 4d Phụ lục 17: kết thử hoạt tính sinh học chất 4a-d Ghi Chất 36A = chất 4a Chất 36B = chất 4b Chất 36C = chất 4c Chất 36H = chất 4d ... 4b 5-F 3 42 6 319 9 2 946 17 15 4c 5-Cl 3 42 6 32 24 2 9 42 1 722 16 61 1608 4d 7-Cl 3307 32 04 3 018 1 722 16 62 16 24 / 16 01 29 38 17 18 νC=C 16 14 / 16 01 Ghi chú: ν dao động hóa trị Nh? ?n xét: Phổ IR chất 4a-d (phụ... belinostat (PXD 10 1) 12 12 Hình 1. 12 : D? ?n chất N? ?? hydroxycinnamamid nhóm nghi? ?n cứu Shangdong 13 Hình 1. 13: D? ?n chất cinnamic mang nhóm urea/thiourea 14 13 Hình 3 .1: Biểu đồ so sánh tác dụng ức... C20H17O 4N2 Cl 3 84, 5 Vàng đậm 3 .1. 1.3 Tổng hợp N- hydroxy- 3- (4- ((3- (methoxyimino) -2- oxoindolin -1- yl)methyl) phenyl)prop -2- enamide d? ?n chất (4a-d) a Tổng hợp N- hydroxy- 3- (4- ((3- (methoxyimino) -2- oxoindolin -1- yl)methyl)phenyl)