Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất n hydroxyheptanamid mang khung 3 spiro1,3dioxolan 2 oxoindolin

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI CHU THANH HẰNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID MANG KHUNG 3-SPIRO[1,3]DIOXOLAN-2-OXOINDOLIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI CHU THANH HẰNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID MANG KHUNG 3-SPIRO[1,3]DIOXOLAN-2-OXOINDOLIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 Người hướng dẫn: 1. TS. Phan Thị Phương Dung 2. ThS. Trần Thị Lan Hương Nơi thực hiện: Bộ môn Hóa dược LỜI CẢM ƠN Sau mt thi gian dài n lc và c gng thc hi tài, th m hoàn thành khóa luc bày t lòng bii nhng y dng d ng viên tôi trong sut thi gian qua. c tiên, tôi xin gi li ct cùng vi lòng kính trng và bin GS. TS. Nguyễn Hải Nam, TS. Phan Thị Phƣơng Dung, ThS. Trần Thị Lan Hƣơng và DS. Đỗ Thị Mai Dung - B   c - i hc Hà Ni, nhi thc ting dn và ch bo tn tình trong thi gian tôi thc hin khóa lun này. i li cn các thy giáo, cô giáo và các anh ch k thut viên ca B c - i hc Hà Ni, Vin Hàn Lâm Khoa hc và Công ngh Vit Nam  c -  i hc Quc gia Chungbuk (Cheongju, Hàn Quc), Vin nghiên cu Sinh hc và Công ngh sinh hc Hàn Quc , tu kin thun li cho tôi hoàn thành khóa lun tt nghip. Cui cùng, tôi xin gi li cn b m ng viên, khích l tôi trong sut quá trình hc tp và nghiên cu. Hà Ni, ngày 14  Sinh viên Chu Thanh Hằng MỤC LỤC Trang DANH MC CÁC KÝ HIU, CÁC CH VIT TT DANH MC CÁC BNG DANH MC CÁC HÌNH V DANH M ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN 2 1.1. HISTON DEACETYLASE (HDAC) 2 1.1.1. Khái nim v histon deacetylase 2 1.1.2. Phân loi các HDAC 3 1.1.3. Mi liên quan ging bng ca HDAC 4 1.2. CÁC CHT C CH HDAC 6 1.2.1. Phân loi các cht c ch HDAC 6 1.2.2. Cu trúc ca các cht c ch HDAC 9 1.3. MT S NG NGHIÊN CU TNG HP CÁC ACID HYDROXAMIC C CH HDAC TRÊN TH GII 9 1.3.1. i cu ni 9 1.3.2. i nhóm khóa hong 12 1.4. MT S NG THIT K NGHIÊN CU TNG HP CÁC ACID HYDROXAMIC C CH C 14 Chƣơng 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1. NGUYÊN VT LIU, THIT B 16 2.1.1. Hóa cht 16 2.1.2. Thit b, dng c 16 2.2. NI DUNG NGHIÊN CU 16 2.2.1. Tng hp hóa hc 16 2.2.2. Th hot tính sinh hc 17 2.2.3.  ging thuc ca các dn cht tng hc 17 U 17 2.3.1. Tng hp hóa hc 17 2.3.2. Th tác dng sinh hc 18 m ging thuc ca các dn cht tng hc 22 Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23 3.1. HÓA HC 23 3.1.1. Tng hp hóa hc 23 3.1.2. Ki tinh khit 30 3.1.3. Khnh cu trúc 31 3.2. TH HOT TÍNH SINH HC 35 3.2.1. Tác dng c ch HDAC 35 3.2.2. Hot tính kháng t in vitro 35      GING THUC CA CÁC DN CHT TNG HC 35 3.4. BÀN LUN 35 3.4.1. V tng hp hóa hc 35 3.4.2. V khnh cu trúc 38 3.4.3. V tác dng sinh hc 40 3.4.4. V  liên quan gia hot tính sinh hc và tính cht lý hóa 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIU THAM KHO PH LC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADN : Acid desoxyribonucleic AOE : Acid 2-amino-8-oxo-9,10-epoxydecanoic APC : n (Adenomatous polyposis coli) APL : B   ch cu ht ty bào cp tính (Acute promyelocytic leukemia) AsPC-1 : Dòng t n ty ATP : Adenosin triphosphat 13 C-NMR : Cng t ht nhân 13 C DCM : Dichloromethan DMF : Dimethyl formamid DMSO : Dimethyl sulfoxid FBS : Huyt thanh bào thai bò (Fetal Bovine Serum) HAT : Histon acetyltranferase HDAC : Histon deacetylase 1 H-NMR : Cng t ht nhân 1 H IC 50 : N gây ra s gim 50% s ng t bào IR : Ph hng ngoi K i s : Hng s c ch HDAC MeOH : Methanol MS : Ph khng NAD + : Nicotinamid adenin dinucleotid NCI-H460 : Dòng t i PC-3 : Dòng t n lit tuyn PLZF : Promyelocytic leukaemia zinc finger protein PML : Gen bnh bch cu ty bào (promyelocytic leukemia gene) RAR : Receptor ca acid retinoic RARE : Yu t  ng acid retinoic (retinoic acid - responsive elements) RPMI 1640 :  ng nuôi c c phát trin bi Vi ng nim Roswell Park SAHA : Suberoylanilid hydroxamic acid SIRT : Sirtuin SW620 : Dòng t i tràng T o nc : Nhi nóng chy TCA : Trichloroacetic acid TLC : Sc ký lp mng TMS : Tetramethylsilan TSA : Trichostatin A TsOH : p-toluensulfonic acid  :  chuyn dch hóa hc DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1 Bảng 1.1: Kt qu th hot tính in vitro ca các hp cht aryltriazolylhydroxamat 1 10 2 Bảng 1.2: Kt qu th hot tính in vitro ca các hp cht aryltriazolylhydroxamat 2 10 3 Bảng 1.3: Cu trúc và hot tính c ch ca mt s hp cht nhóm 19 và 20 14 4 Bảng 2.1: Pha mu thí nghing HDAC2 19 5 Bảng 3.1: Ch s lý hóa và hiu sut tng hp các acid hydroxamic t ester 30 6 Bảng 3.2: Giá tr R f và nhi nóng chy ca các dn cht IVa-d 31 7 Bảng 3.3: Kt qu phân tích ph IR ca các dn cht IVa-d 32 8 Bảng 3.4: Kt qu phân tích ph MS ca các dn cht IVa-d 32 9 Bảng 3.5: Kt qu phân tích ph 1 H-NMR ca các dn cht IVa-d 33 10 Bảng 3.6: Kt qu phân tích ph 13 C-NMR ca các dn cht IVa-d 34 11 Bảng 3.7:  giá m ging thuc ca các dn cht IVa-d theo quy tc Lipinsky 35 12 Bảng 3.8: Kt qu th tác dng c ch HDAC2 ca các dn cht IVa-d và SAHA 41 13 Bảng 3.9: Kt qu th hot tính kháng t  ca các dn cht IVa-d 43 14 Bảng 3.10: Kt qu th hot tính kháng t a các acid hydroxamic có khung isatin-3-oxim, isatin-3-methoxim và 3-spiro[1,3]dioxolan-2-oxoindolin 45 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Tên hình Trang 1 Hình 1.1: Cu trúc nhim sc th u hòa hong phiên mã 2 2 Hình 1.2: Phân loi và mc tính ca các HDAC 4 3 Hình 1.3: ng ca HDAC 6 4 Hình 1.4: Phân loi các cht c ch HDAC 7 5 Hình 1.5: Cu trúc n ca cht c ch HDAC 9 6 Hình 1.6: Các dn cht acid hydroxamic có khung alkyl piperidin và piperazin 11 7 Hình 1.7: Các ch TSA có nhóm th  bão hòa mch carbon khác nhau 11 8 Hình 1.8: Cu trúc cht 17 và cht 18 12 9 Hình 1.9: Cu trúc các acid hydroxamic có khung benzothiazol 15 10 Hình 1.10: Cu trúc acid hydroxamic mang khung isatin-3- oxim và isatin-3-methoxim 15 11 Hình 1.11: Cu trúc acid hydroxamic mang khung 5-phenyl- 1,3,4-thiadiazol 18 12 Hình 3.1: Kt qu th tác dng c ch HDAC ca các cht IVa-d 41 13 Hình 3.2: Bi so sánh tác dng c ch HDAC2 ca các dn cht IVa-d vi SAHA 42 14 Hình 3.3: Bi  so sánh hot tính kháng t    SW620, PC-3 và AsPC-1 ca các dn cht IVa-d và SAHA 44 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ STT Tên sơ đồ Trang 1 Sơ đồ 3.1: Quy trình tng hp chung 23 2 Sơ đồ 3.2: Quy trình tng hp cht IIa 23 3 Sơ đồ 3.3: Quy trình tng hp cht IIIa 24 4 Sơ đồ 3.4: Quy trình tng hp cht IVa 25 5 Sơ đồ 3.5: Quy trình tng hp cht IVb 26 6 Sơ đồ 3.6: Quy trình tng hp cht IVc 28 7 Sơ đồ 3.7: Quy trình tng hp cht IVd 29 8 Sơ đồ 3.8:  phn ng to thành IIa-d 36 9 Sơ đồ 3.9:  phn ng to thành IIIa-d 36 10 Sơ đồ 3.10:  phn ng to thành IVa-d 37 [...]... các d n chất mới có tác dụng tr n tế bào ung thƣ, các chất ức chế HDAC có nhóm khóa hoạt động đƣợc thay đổi thành khung 3- spiro[1 ,3] dioxolan -2- oxoindolin với cầu n i heptanamid đƣợc ti n hành tổng hợp Tr n cơ sở đó, đề tài: "Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số d n chất N- hydroxyheptanamid mang khung 3- spiro[1 ,3] dioxolan -2- oxoindolin" đƣợc thực hi n với hai mục tiêu: 1 Tổng hợp N- hydroxy-7- (3 -spiro[1 ,3] dioxolan -2 -oxoindolin- 1’-yl)heptanamid... thuốc của các d n chất tổng hợp đƣợc 2 .3 PHƢƠNG PHÁP NGHI N CỨU 2 .3. 1 Tổng hợp hóa học 2 .3. 1.1 Tổng hợp - Dựa tr n những nguy n tắc và phƣơng pháp cơ b n của hóa học hữu cơ để tổng hợp các d n chất theo thiết kế - Theo dõi quá trình ph n ứng bằng sắc kí lớp mỏng (TLC) 2 .3. 1 .2 Kiểm tra độ tinh khiết Kiểm tra độ tinh khiết của s n phẩm bằng sắc kí lớp mỏng và đo nhiệt độ n ng chảy 2 .3. 1 .3 Khẳng định cấu... dãy chất mới mang cấu trúc acid hydroxamic cho hoạt tính mạnh bằng cách thay đổi nhóm khóa hoạt động cũng nhƣ thay đổi cầu n i Sau đây là một số kết quả thu đƣợc của nhóm nghi n cứu n y N m 20 11, tác giả Đào Thị Kim Oanh cùng cộng sự [ 23 ] ti n hành tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của các acid hydroxamic mang khung benzothiazol Nhóm nghi n cứu đã tổng hợp đƣợc 2 nhóm chất (21 và 22 ) với sự khác nhau... động, tác giả Đào Thị Kim Oanh [2] và Trƣơng Thanh Tùng [30 ] đã tổng hợp đƣợc một số chất cho tác dụng đề kháng tế bào ung thƣ tốt h n nhiều l n so với SAHA Tác giả Nguy n Hải Nam và cộng sự [21 ] cũng đã rất thành công trong việc tổng hợp ra các acid hydroxamic mang khung 5phenyl-1 ,3, 4-thiadiazol để thu đƣợc các d n chất có hoạt tính mạnh h n h n SAHA Với mong mu n góp ph n tìm ra đƣợc nhiều h n nữa... N- hydroxy-7- (3 -spiro[1 ,3] dioxolan -2 -oxoindolin- 1’yl)heptanamid (IVa) a Tổng hợp d n chất IIa D n chất spiro-[1 ,3- dioxolan -2 ,3 -indolin] -2 -on (IIa đƣợc tổng hợp từ isatin (Ia) qua ph n ứng ngƣng tụ với ethylen glycol có xúc tác là acid p-toluensulfonic (TsOH) theo sơ đồ 3. 2 Sơ đồ 3. 2: Quy trình tổng hợp d n chất IIa - Ti n hành ph n ứng: + C n 0 ,29 g isatin (2 mmol) và 0,76 g TsOH (4 mmol) hòa tan vào 2, 5 mL ethylen glycol (44,7 mmol) và 10... N- hydroxy-7- (3 -spiro[1 ,3] dioxolan -2 -oxoindolin- 1’-yl)heptanamid và 3 d n chất 2 Thử tác dụng ức chế HDAC và độc tính tế bào của các chất tổng hợp được 2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 HISTON DEACTYLASE (HDAC) 1.1.1 Khái niệm về histon deactylase Nhiễm sắc thể là một phức hợp gồm 3 thành ph n: ADN, protein histon và protein không phải histon [15 ,33 ] Đ n vị cơ b n của nhiễm sắc thể là nucleosom Mỗi nucleosom gồm khoảng 146... quả nghi n cứu tr n đây, có thể thấy rằng việc tiếp c n các d n chất của acid hydroxamic dựa tr n chất d n đƣờng SAHA là một hƣớng đi đầy tri n vọng để có thể tạo ra các d n chất có độc tính mạnh với tế bào ung thƣ Vì vậy, khóa lu n đã thiết kế nghi n cứu một số d n chất N- hydroxyheptanamid mang khung 3- spiro[1 ,3] dioxolan -2- oxoindolin với mong mu n sẽ tìm ra đƣợc các d n chất hydroxamic có tác dụng. .. 3 -spiro[1 ,3] dioxolan-5’-methoxy -2 -oxoindolin- 1’-yl)heptanamid (IVc) - N- hydroxy-7- 3 -spiro[1 ,3] dioxolan-5’-nitro -2 -oxoindolin- 1’-yl)heptanamid (IVd) * Kiểm tra độ tinh khiết của s n phẩm * Khẳng định cấu trúc của 4 d n chất tổng hợp được 2. 2 .2 Thử hoạt tính sinh học - Thử tác dụng ức chế HDAC - Thử độc tính tr n tế bào ung thƣ đại tràng (SW 620 ), tế bào ung thƣ ti n liệt tuy n (PC3) và tế bào ung thƣ tuy n tụy (AsPC-1) 2. 2 .3 Đánh giá mức độ giống thuốc... V N ĐỀ Ung thƣ là một trong những bệnh hiểm nghèo và có tỷ lệ tử vong cao nhất hi n nay, gây hao t n ti n của không chỉ cho ngƣời bệnh mà c n cho to n thể xã hội Y học hi n đại đã làm rõ đƣợc cơ chế bệnh sinh cũng nhƣ quá trình ti n tri n của nhiều bệnh ung thƣ Tr n cơ sở đó, các nhà khoa học không ngừng nghi n cứu tìm ra các thuốc mới có tác dụng tại đích nhằm chống lại các bệnh n y Một trong các nhóm... Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dung môi DMSO-d6 Độ chuy n dịch hóa học δ đƣợc biểu thị bằng đ n vị ph n triệu (parts per million - ppm), lấy mốc là pic của chất chu n nội tetramethylsilan (TMS) 2 .3. 2 Thử tác dụng sinh học 2 .3. 2. 1 Thử tác dụng ức chế HDAC Tác dụng ức chế HDAC của các d n chất tổng hợp đƣợc đánh giá bằng hai phƣơng pháp: a Phương pháp 1: Ph n tích Western blot Đánh giá gi n tiếp thông . BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI CHU THANH HẰNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID MANG KHUNG 3-SPIRO[1,3]DIOXOLAN-2-OXOINDOLIN. 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI CHU THANH HẰNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID MANG KHUNG 3-SPIRO[1,3]DIOXOLAN-2-OXOINDOLIN. i thành khung 3-spiro[1,3]dioxolan-2-oxoindolin vi cu ni heptanamid c tin hành tng hp tài: " ;Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất N-hydroxyheptanamid