Tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất 5 (4 hydroxyebnzyliden) thiazolodin 2,4 dion

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI LÊ ANH CHIẾN TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 5-(4-HYDROXYBENZYLIDEN) THIAZOLIDIN-2,4-DION KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Hà Nội - 2014 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI LÊ ANH CHIẾN TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 5-(4-HYDROXYBENZYLIDEN) THIAZOLIDIN-2,4-DION KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Phan Thị Phương Dung ThS Trần Thị Lan Hương Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Dược Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Trước bắt đầu viết phần khóa luận này, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người suốt thời gian qua bên cạnh giúp đỡ tơi hồn thành cách tốt khóa luận tốt nghiệp Trước hết với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tơi xin bày tỏ lời cám ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Hải Nam, TS Phan Thị Phương Dung, ThS Trần Thị Lan Hương – Bộ mơn Hóa Dược – trường Đại học Dược Hà Nội Thầy, cô không tạo điều kiện tốt giúp tơi hồn thành khóa luận mà ln có hướng dẫn xác kịp thời lúc tơi gặp khó khăn, ln bên động viên tôi, tạo cho động lực niềm tin lớn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo, cô giáo 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 tơi thực khóa luận Tơi xin bày tỏ tình cảm thân thương đến anh chị bạn nhóm thực nghiệm mơn Hóa Dược, người chia sẻ vui buồn, đồng hành suốt thời gian qua Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè quan tâm, động viên tạo động lực cho đến ngày hôm Hà Nội, tháng 3, năm 2014 Lê Anh Chiến MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tác dụng sinh học thiazolidindion 1.1.1 Độc tính tế bào kháng tế bào ung thư 1.1.2 Tác dụng chống đái tháo đường 1.1.3 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 1.1.4 Tác dụng khác 1.2 Một số phản ứng sử dụng tổng hợp dẫn chất thiazolidindion 10 1.2.1 Các phản ứng tổng hợp thiazolidin-2,4-dion 10 1.2.2 Phản ứng tạo cầu nối alkyl 11 hản ứng ngưng tụ aldehyd thơm nhân thiazolidin-2,4-dion 11 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 13 2.1.1 Hóa chất 13 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 13 2.2 Nội dung nghiên cứu 14 2.2.1 Tổng hợp hóa học 14 2.2.2 Thử tác dụng sinh học chất tổng hợp 14 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Tổng hợp hóa học kiểm tra độ tinh khiết Xác định cấu trúc 2.3.3 Thử độc t nh tế bào invitro Đánh giá mức độ giống thuốc d n chất tổng hợp 14 14 14 15 16 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 17 3.1 Hóa học 17 3.1.1 Tổng hợp hóa học 17 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 25 Xác định cấu trúc 3.2 Thử hoạt tính sinh học 3.2.1 Thử độc tính tế bào chất tổng hợp Đánh giá mức độ giống thuốc 3.3 Bàn luận 26 30 30 31 31 3.3.1 Tổng hợp hóa học 31 3.3.2 Khẳng định cấu trúc chất tổng hợp 32 3.3.3 Hoạt tính sinh học 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤC 40 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR H-NMR 13 C nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C) H nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H) COX Cyclooxygenase CTCT Công thức cấu tạo DCM Dicloromethan DMF N,N-dimethylformamid DMSO Dimethlsulfoxid EtOH Ethanol IC50 Nồng độ ức chế hoạt độ tế bào xuống nửa IR Phổ hồng ngoại MeOH Methanol MS Phổ khối lượng MTT 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromid PPAR-γ Peroxisom proliferator activated receptor gamma PTP 1B Protein tyrosin phosphat 1B SAHA Suberoylanilid acid STT Số thứ tự SW620 Tế bào ung thư đại tràng Tonc Nhiệt độ nóng chảy TEA Triethylamin TLC Phương pháp sắc ký lớp mỏng TZD Thiazolidin-2,4-dion DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 3.1 Chỉ số lý hóa hiệu suất tổng hợp chất 3a-d 25 Bảng 3.2 Giá trị Rf Tonc chất 3a-d 26 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) chất 3a-d 26 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) chất 3a-d 27 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ 1H (1H-NMR) chất 3a-d 28 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ 13C (13C-NMR) chất 3a-d 29 Bảng 3.7 Tác dụng kháng tế bào ung thư đại tràng (SW620) 30 Bảng 3.8 Đánh giá mức độ giống thuốc chất 3a-d 31 DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ STT Tên hình Trang Hình 1.1 Tác dụng TZD PPAR-γ Hình 1.2 Một số TZD ứng dụng lâm sàng Hình 1.3 Các TZD ức chế PTP1B nghiên cứu Hình 3.1 Quy trình tổng hợp chất 17 ĐẶT VẤN ĐỀ Thiazolidindion dẫn chất nhóm hợp chất hữu dị vòng nhiều nhà khoa học nước nghiên cứu tổng hợp, sàng lọc tác dụng sinh học để tìm kiếm thuốc Nhiều cơng trình nghiên cứu chứng tỏ Thiazolidindion có tác dụng sinh học đáng quan tâm Đã có số cơng trình nghiên cứu [7,9,12] chứng minh thiazolidindion dẫn chất chất có tác dụng chống đái tháo đường thơng qua chế hoạt hóa thụ thể peroxisom proliferator activated gamma (PPAR-γ) ức chế protein tyrosin phosphat 1B (PTP1B), thiazolidindion giúp thể tăng tính nhạy cảm với insulin nội sinh, tăng tiêu thụ glucose giảm đường huyết Cho đến số thuốc điều trị đái tháo đường type dựa khung thiazolidindion sử dụng thị trường Pioglitazon Bên cạnh tác dụng hạ đường huyết, chất mang khung thiazolidindion thử tác dụng kháng tế bào ung thư Nhiều nghiên cứu nhà khoa học khẳng định dẫn chất mang khung thiazolidindion có tác dụng ức chế phát triển nhiều loại tế bào ung thư [4,20,21] Ngoài thiazolidindion thể tác dụng sinh học khác như: kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm, chống độc thần kinh Với mong muốn đóng góp phần làm phong phú thêm nghiên cứu dẫn xuất thiazolidindion, đề tài: “Tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất 5[4-hydroxybenzyliden]thiazolidin-2,4-dion” thực với mục tiêu nghiên cứu sau: Tổng hợp số dẫn chất 5-[4-hydroxy benzyliden]thiazolidin-2,4dion Thử tác dụng gây độc tế bào dẫn chất tổng hợp CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tác dụng sinh học thiazolidindion Thiazolidindion (TZD) hay gọi glitazon nhóm dẫn chất có chứa gốc thiazolidin-2,4-dion có cấu trúc sau: Đây dãy chất hữu nghiên cứu hệ thống mặt hóa học tác dụng sinh học Rất nhiều cơng trình nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học TZD cho thấy chúng có tác dụng phong phú đa dạng chống đái tháo đường, kháng tế bào ung thư, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm… 1.1.1 Độc tính tế bào kháng tế bào ung thư Năm 1985, Eshba Salama [28] tổng hợp loạt dẫn chất 5-(2-oxo3-indolinyl)thiazolidin-2,4-dion với vị trí vòng isatin vòng thiazolidin base Mannich thử hoạt tính kháng ung thư chất Có chất đánh giá tác dụng kháng dòng tế bào ung thư bạch cầu P388 chuột Trong hợp chất có base Mannich chứa dimethyl amino ức chế mạnh nhất, kết khảo sát chất cho thấy có mặt nhóm Br vị trí vịng thơm nhân isatin làm tăng tác dụng Năm 2010, Vijay Patil cộng [21] tiến hành tổng hợp số dẫn chất mang nhóm TZD thử độc tính invitro dòng tế bào ung thư bao gồm: HOP62 (tế bào ung thư phổi), PC3 (tế bào ung thư tuyến tiền liệt), MCF7 (tế bào ung thư vú), HEPG2 (tế bào ung thư gan), K562 (tế bào ung thư bạch cầu), GURAV (tế bào ung thư miệng) KB (tế bào ung thư vòm họng) Kết nghiên cứu cho thấy, chất tổng hợp có tác dụng tế bào ung thư mức độ khác (trong hợp chất có R 3(trifloromethyl)phenyl có tác dụng ức chế 5/7 dịng tế bào ung thư thử nghiệm) Khơng chất có tác dụng dòng tế bào ung thư gan Tiếp tục theo hướng nghiên cứu này, năm 2012 Alegaon Shankar cộng [4] tiến hành tổng hợp nhóm hợp chất có chứa khung thiazolidindion đánh giá độc tính dịng tế bào ung thư người gồm: HeLa (tế bào ung thư cổ tử cung), HT-29 (tế bào ung thư đại trực tràng), A549 (tế bào ung thư phổi), MCF-7 (tế bào ung thư vú) Kết nghiên cứu cho thấy, chất tổng hợp có tác dụng ức chế tế bào ung thư mức độ khác Trong hợp chất với nhóm vòng benzen methyl benzen cho giá trị IC50 từ 60-100 (µM) Khi vịng benzen gắn thêm nhóm halogen brom flo độc tính dòng tế bào ung thư thử nghiệm tăng lên đáng kể với giá trị IC50 thu khoảng 40-50 (µM) Hợp 52 Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR mở rộng chất 3b 53 Phụ lục 13 Phổ 1H-NMR chất 3c 54 Phụ lục 14 Phổ 1H-NMR mở rộng chất 3c 55 Phụ lục 15 Phổ 1H-NMR chất 3d 56 Phụ lục 16 Phổ 1H-NMR mở rộng chất 3d 57 Phụ lục 17 Phổ 1H-NMR mở rộng chất 3d 58 Phụ lục 18 Phổ 13C-NMR chất 3a 59 Phụ lục 19 Phổ 13C-NMR mở rộng chất 3a 60 Phụ lục 20 Phổ 13C-NMR chất 3b 61 Phụ lục 21 Phổ 13C-NMR mở rộng chất 3b 62 Phụ lục 22 Phổ 13C-NMR chất 3c 63 Phụ lục 23 Phổ 13C-NMR mở rộng chất 3c 64 Phụ lục 24 Phổ 13C-NMR chất 3d 65 Phụ lục 25 Phổ 13C-NMR mở rộng chất 3d 66 Phụ lục 26 Phổ 13C-NMR mở rộng chất 3d ... ? ?Tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất 5[ 4-hydroxybenzyliden]thiazolidin -2,4- dion? ?? thực với mục tiêu nghiên cứu sau: Tổng hợp số dẫn chất 5- [4-hydroxy benzyliden]thiazolidin-2, 4dion Thử tác dụng. .. TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI LÊ ANH CHIẾN TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 5- (4- HYDROXYBENZYLIDEN) THIAZOLIDIN -2,4- DION KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Phan... có tác dụng thấp indomethacin, hợp chất 4c có tác dụng kháng viêm mạnh indomethacin 15% 1.2 Một số phản ứng sử dụng tổng hợp dẫn chất thiazolidindion 1.2.1 Các phản ứng tổng hợp thiazolidin -2,4- dion