Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin

Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin Tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin

p m BỘ YTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI ĐẬU CÔNG HỒNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH CHỐNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA HYDANTOIN (KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP D ư ợ c SỶ KHÓA 2001-2006) Người hướng dẩn : PGS.TS, NGUYỄN q u a n g đạt Th.s VŨ TRẦN ANH Nơi thực hiện : BỘ MÔN HÓA HŨU c ơ TRƯƠNG ĐẠI HỌC DUỢC HÀ NỘI Thời gian thực hiện: 28/2/2006-19/5/2006. HÀ NỘI, 05-2006 U ob .'IữIảoỊứỉ L Ờ i C À M Ơ N Vói sự kính trọng vá biết ơn sáu sắc, tôi xin bày tỏ lồng biết ơn chán thành đến: PGS,TS, Nguyễn Quang Đạt Th.s. Vũ Trần Anh Những người thầy đã dành rất nhiều thời gian, công sức tận tinh hướng dẩn, chỉ bảo giúp đỡ tôi trong suốt quá trinh làm rà hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Tói xin cám ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của KS , Lê Thị Thúy Hạnh và DS. Nguyễn Thị Huyền - phòng Thí nghiệm Trung tám (trường Đại học Dược Hà Nội), TS. Lê Mai Hương - phòng Sinh học thực nghiệm (Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên), KS, Thành Thu Thủy - phòng Máy khối phổ ( Viện Hóa học) cùng các thầy cô giáo và các cán bộ kỹ thuật viên bộ môn Hóa Hữu cơ đã giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sáu sắc tới gia đình và bạn bè đã luôn quan tâm, động viên giúp đỡ tói trong suốt quá trình học tập và làm đê tài. Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2006 Sinh viẻn Đậu Công Hồng C n ÍỊ GIẢI CHỮ VIẾT t Ắ t CTPT : Công thức phân tử CiCT Công thức cấu tạo KT,PT : Khối lượng phân tử DMF : J)ĩrtiethylformamÌd IR : Phổ hồng ngoại UVẠ^IS : Phổ tử ngoại MS : Khối phổ SKLM : Sắc ký lớp mỏng IQo : Nồng độ ức chế 50%. pp : Phương pháp STT : Số thứ tư MỤC LỤC Trang LỜỈ CẢM ƠN CHÚ GIẢI CHỮVIẾT TẮT ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Phần 1: Tổng quan 2 1.1 Tình hình nghiên cứu các dẫn chất hỵdantoin trong hoá trị liệu 2 1.2 Phản ứng tổng họfp hydantoin và dẫn chất 8 1.2.1 Phản ứng Bucherer - Berg 8 1.2.2 Phản ứng đóng vòng của các a-aminoacid với ure hoặc các dẫn xuất của ure 8 1.2.3 Phản ứng đóng vòng của các a-aminoacid với các cyanat 8 1.2.4 Phản ứng của các cyanoacetamid với kiềm hypohalid 9 1.3 Các phản ứng ngưng tụ aldehyd/ceton với các hợp chất có nhóm methylen linh động 9 1.3.1 Phản ứng ngưng tụ croton 9 1.3.2 Phản ứng ngưng tụ Knoevenagel của hỵdantoin 12 Phần 2: Thực nghỉệm và kết quả 16 2.1 Nguyên liệu và phương pháp thực nghiệm 16 2.1.1 Hoá chất 16 2.1.2 Phương tiện 16 2.1.3 Phương pháp thực nghiệm 16 2.2 Tổng hợp hoá học 16 2.2.1 Sơ đồ tổng hợp 16 2.2.2 Phương pháp tổng hợp 17 2.2.3 Tổng hợp 5-benzyliden-imidazolidin-2,4-dion(I) 18 2.2.4 Tổng hợp 5-(p-clorobenzyliden)-imidazolidÌn-2,4-dion(II) 19 2.2.5 Tổng hợp 5-(m-nitrobenzyliden)-imidazoUdin-2,4-dion(III) 20 2.2.6 Tổng hợp 5-(p-nitrobenzyliden)-imidazolidin-2,4-dion(IV) 21 2.2.7 Tổng hợp 5-(p-dimethylaminobenzyliden)-imiđazolidin-2,4-dion (V) 22 2.2.8 Tổng hợp 5 -(o-hydroxyben2yliden)-imidazolidin-2 ,4-dion(VI) 23 2.2.9 Tổng hợp 5-(3-methoxỵ-4-hydroxylbenzyliden)-imidazolidin-2,4-dion (VU) 24 2.3 Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc 28 2.3.1 Sắc ký lớp mỏng (SKLM) 28 2.3.2 Phân tích phổ hồng ngoại (IR) 28 2.3.3 Phân tích phổ tử ngoại (UVẠ^IS) 30 2.3.4 Phân tích phổ khối lượng (MS) 32 2.4 Thử hoạt tính kháng dòng tế bào ung thư người 33 2.4.1 Nguyên tắc 34 2.4.2 Tiến hành 34 2.5 Bàn luận 35 2.5.1 Về tổng hợp hoá học 35 2.5.2 Vé xác định cấu ưúc 37 2.5.3 Về tác dụng sinh học 38 Phần 3: Kết luận và đề xuất 39 3.1 Kaiuận 39 3.2 Đề xuất 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ĐẶT VẤN ĐỂ Ung thư là bệnh ác tính do sự tăng sinh bất thường tế bào và mô của cơ thể^'l Hằng năm trên thế giới có hàng chục triệu người mắc bệnh và tử vong vì ung thư. Hiện nay ung thư vẫn là một bệnh nan y đối với y học hiện Thuốc điều trị ung thư chưa đáp ứng được vấn để hiệu quả điều tn và độc tính. Do đó tìm ra các hợp chất hóa học có thể giải quyết bệnh ung thư là một nhiệm vụ cấp thiết của ngành Dược hiện nay. Trong tổng hợp hóa dược, các nhà tổng hợp thường tổng hợp các chất mới dựa trên cấu trúc các chất đã dùng làm thuốc hoặc các chất có tác dụng dược lý, bao gồm cả mô phỏng các hợp chất thiên nhiên nhằm đạt được mục đích tìm được các chất có tác dụng dược ỉý tốt hcín, ít độc tữih hcfĩi và dễ sử dụng hofn trong điều trị. Nhiều dăn chất của hydantoin (imidazolidin-2,4-dion)^^^^ đã được dùng rộng rãi trong lâm sàng để chống co giật như phenytoin, kháng khuẩn như nitrofurantoin, Bên cạnh đó, trong nhiều năm qua đã có nhiều cổng trình nghiên cứu, tổng hợp và sàng lọc tác dụng sinh học của các dân chất hydantoin và đã tìm thấy nhiều chất có tác dụng kháng kháng chống v iru svà chống ung Căn cứ vào các thành tựu nghiên cứu trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài ‘Tổng hợp và thử hoạt túih chống ung thư của một số dẫn chất của hydantoin” với các mục tiêu: 1. Tổng hợp một số dẫn chất 5-arylidenhỵdantoin. 2. Thử sàng lọc tác dụng chống ung thư với hy vọng tìm ra các chất có hoạt tính cao, hướng tới nghiên cứu sâu hoín về khả năng ứng dụng thực tế, đồng thời có thể rút ra nhận xét sơ bộ về liên quan cấu trúc-tác dụng của dãy chất này. Với mục đích trên, chúng tôi hy vọng đề tài này là một đóng góp nhỏ vào việc nghiên cứu tìm kiếm các chất thuốc của dãy hydantoin. PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghién cứu các dần chất hydantoin trong hóa trị Hydantoin (imidazolidin-2,4-dion) là một ureid vòng 5 cạnh có công thức cấu tạo: O m Ị > O CTPT: C3H4O2N2; KLPT: 100,08. Hydantoin phân bố khá rộng rãi tự nhiên và có thể bắt gặp trong nhiều nguồn nguyên liệu như; mầm non cây củ cải đường, chồi và nụ hoa của cây ngô đồng phưomg đông (Plantanus orientalis). Trong cấu trúc Xanthopterin (thành phẩn của chất màu cánh bướm) có nhân hydantoin. Ngoài ra nhân hydantoin còn có trong Aplysinopsin là một chất phân lập từ bọt biển có tác dụng gây độc tếbào^'**^ Hydantoin được Baeyer phân lập lần đầu tiên vào năm 1861 bằng cách khử hóa allantoin (5-ureidohydantoin), và sau đó, năm 1870, cấu trúc hóa học của nó cũng đã được Strecker xác định. Từ đó đến nay việc nghiên cứu tổng hợp và thăm dò tác dụng sinh học của hydantoin ngày càng được chú trọng và đã có nhiều đóng góp trong điều trị. Các dẫn xuất thế ở C], C3 và đặc biệt là C5 được nghiên cứu cho thấy có nhiều tác dụng quý giá: - Tác dụng chống co giật: Đây là tác dụng nổi bật nhất của các chất dãy hydantoin, 5,5- diphenylhỵdantoin’'^^ và các dẫn xuất muối natri của nó được sử dụng rộng rãi ưong lâm sàng để điều trị động kinh dưới dạng viên nang hoặc hỗn dịch uống. Ngoài ra còn phải kể đến 5-ethyl-3-methyl-5-methylhydantoin (Mesantoin)^^^ là một thuốc chống co giật và điều trị động kinh khá phổ biến. Fosphenytoin được sử dụng ưong lâm sàng để điều ưị động kinh thông qua cơ chế đối vận với kênh - Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm: Đã có nhiều nghiên cứu về tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất hydantoin và cho kết quả áp dụng ừong sản xuất và điểu trị. Nitrofurantoin (Furadantin, Macrodantin) hay nifutoinol (Urfadyn, Uĩf urine) là những thuốc trước đây được dùng để điều trị nhiẻm khuẩn đưòíng niệu. Allantoin (5- ureidohydantoin)^“*®^ được dùng để điều trị vết thưaíng mưng mủ, chống loét và kích thích sự phát triển của các mô. Nó cũng được sử dụng để điều trị loét dạ dày. Trong một số báo cáo, các tác giả K. Kiéc-Kononowicz, £• Szymanska và cộng sự (2 0 0 2 ) đã nghiên cứu tổng hợp một loạt dẫn chất của dãy 5- arylidenhydantoin và thử hoạt tính chống vi khuẩn lao (Mycobacterium turbeculosis) của chúng cho thấy có tác dụng Tác dụng kháng khuẩn cũng được tìm thấy trong nhiêu tài liệu được đã công Ngoài ra trong nhiều tài liệu nghiên cứu cũng cho thấy các dẫn xuất hydantoin có tác dụng kháng nhiểu chủng nấm gây bệnh trong y và trong nông - Tác dụng gây độc tế bào và ức chế tê bào ung thư: Năm 1995, D. L. Baưos Costa và cộng đã công bố kết quả nghiên cứu tổng hợp và tác dụng đối với tế bào ung thư thực nghiệm của một số dẫn chất 5-arylÌdenhỵdantoin. Gần đây ở Việt Nam, các tác giả Đinh Thị Thanh Hải, Nguyễn Đạt, Lê Mai Hương^^^cũng đã nghiên cứu hoạt tính kháng hai dòng tế bào ung thư ở người (tế bào ung thư biểu mô (KB) và tế bào ung thư màng tử cung (Fl)) của dãy chất nêu trên và tìm thấy hai chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư rất mạnh (giá trị IC,0 (|ag/ml) là 0,2-^1,04 đối với dòng tế bào FI và 0,6-^1,15 đối với dòng tế bào KB). Bên cạnh đó có một số nghiên cứu cũng đã khẳng định giá ưị của các dẫn chất hydantoin trong việc đề kháng lại các tế bào ung thư, thí dụ Aplysinopsin là một chất được phân lập từ bọt biển và các dẫn chất của nó có tác dụng gây độc tế bào và ảnh hưỏfng đến dẫn truyền thần - Tác dụng kháng virus: Năm 1986, H. A. Lehr, J. p. Zimmer và cộng sự cho rằng diphenylhydantoin (Dilantin), một loại thuốc có hoạt tính đã được dùng làm thuốc chống động kinh hơn nửa thế kỷ qua, có tác dụng ức chế * virus HIV kết họfp với các bạch cầu có CD4 dương tính. Sau đó người ta cho rằng sự ức chế này là do tác dụng làm giảm số lượng các receptor CD4 làm giảm khả năng gắn của các phối tử lên các receptor Ngoài ra các dần chất của hydantoin còn có những tác dụng khác đã được nghiên cứu như chống loạn làm giãn cơ, ức chế thoái phân tiểu cầu như là một chất đối vận của receptor prostaglandin D, diệt cỏ™, hay ức chế protein kinase Bảng 1: Một số tác dụng sinh học của các dẫn chất hydantoin Tác dụng sinh học Chất đại diện Công thức cấu tạo Chế phẩm thuốc Tài liệu tham khảo Chống co giật 5,5 -Dipheny Ihỵdantoin Ph O Ph HN NH Ò Dilantin Phenyltoin [3],[8 ] Fosphenytoin o OH p O - —O OM /■ H N '' O Ph Fh Fosphenytoin [38],[47] 5 -EthỵI-3-methy 1-5 - methylhydantoin O CH,CH, N CH3 0 Mesantoin [8 ] [...]... Axinohỵdantoin [18] H Chống loạn nhịp Ropitoin ‘“ ■ o g « 0 Ropitoin [39] [40] 1.2 Phản ứng tổng hợp hydantoỉn và dẫn Hydantoin và các dẫn chất của nó có thể được tổng hợp bằng nhiều phưcíng pháp Sau đây là một số phương pháp chính: 1.2.1 Phản ứng Bucherer-Berg‘^ ^ ^ Phản ứng Bucherer-Berg tổng hợp các dân chất hydantoin từ hợp chất carbonyl với KCN và (NH4)2C0 3 hoặc từ cỵanohydrin tưomg ứng và (NH4)2C0 3... Nitrofurantoin aminohydantoin o 3-hydroxy methyl- 1 ■ o // (5’-nitro-2’Kháng khuẩn, Kháng nấm J \ CII=N ■ N ■ furfuryliden)- Urfadyn Urfurine ™ CH Nifurtoinol o hydantoin [17],[47] / 5-ureidohydantoin Allantoin ÌST H o Một số dân chất của 5-N 02 furfurylliden -hydantoin o [8 ] o Một số dẫn chất của 5,5- Chống virus HN ISÍH [43J bis(mercaptomethyl)hyantoin PhH2 CS^ o Chống ung thư Một số dẫn chất 5- HN / N... trong hóa học hữu cơ để tổng hợp các chất dự kiến Theo dõi thời gian phản ứng bằng SKLM Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM, đo nhiệt độ nóng chảy Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được nhờ kết quả phân tích phổ UVẠ^IS, ĨR, MS Thử nghiêm hoạt tính kháng tế bào ung thư được tiến hành theo mô hình thử nghiêm hoạt tính kháng tế bào ung thư hiện hành của Viện nghiên cứu ung tíiư Quốc gia Mỹ... ứng ngưng tụ aldehyd/ceton với các hợp chất có nhóm methylen linh Vì mục tiêu của khóa luận là tổng hợp các dẫn chất 5-arylidenhydantoin nên chúng tôi hệ thống các phản ứng ngưng tụ của aldehyd/ceton với các hợp chất có chứa nhóm methylen linh động 1.3.1 Phản ứng ngưng tụ croton Cấc aldehyd và một số ceton có thể tác dụng vdi những hợp chất có nhóm methylen đã được hoạt hóa bởi nhóm thế hút electron... tra độ tinh khiết của các chất tổng hợp được bằng SKLM và xác định nhiệt độ nóng chảy của chúng 3 Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được bằng phổ IR, UVA'^IS, MS sẽ trình bày ở phần sau 4 Đã thực hiện hai phưcfng pháp tổng hợp để so sánh hiệu suất và thời gian phản ứng: a) dùng xúc tác NaOAc khan trong dung môi AcOH băng; b) dùng diethanolamin như là chất vừa là xúc tác vừa là dung môi phản ứng... Biện giải phổ hồng ngoại: Bẩy chất (I-VIĨ) do chúng tôi tổng hợp được có hàng loạt nhóm chức và liên kết như NH, > 0 0 , >c=c . ung thư của một số dẫn chất của hydantoin với các mục tiêu: 1. Tổng hợp một số dẫn chất 5-arylidenhỵdantoin. 2. Thử sàng lọc tác dụng chống ung thư với hy vọng tìm ra các chất có hoạt tính cao,. hoạt tính kháng hai dòng tế bào ung thư ở người (tế bào ung thư biểu mô (KB) và tế bào ung thư màng tử cung (Fl)) của dãy chất nêu trên và tìm thấy hai chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư. p m BỘ YTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI ĐẬU CÔNG HỒNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH CHỐNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA HYDANTOIN (KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP D ư ợ c SỶ KHÓA 2001-2006) Người