Nghiên cứu tổng hợp một số indenoisoquinoline có dẫn xuất brom ở mạch nhánh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA: HÓA HỌC ************** ĐẶNG THỊ THÚY NGÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ INDENOISOQUINOLINE CÓ DẪN XUẤT BROM Ở MẠCH NHÁNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hữu Người hướng dẫn khoa học Th.S LỤC QUANG TẤN HÀ NỘI- 2015 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp hoàn thành phòng Hóa dược, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Với tất kính trọng biết ơn chân thành, sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn đến ThS Lục Quang Tấn định hướng hướng dẫn em tận tình suốt thời gian em làm đề tài khóa luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS TS Nguyễn Văn Tuyến Thầy Cô làm việc phòng Hóa Dược, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ để em nghiên cứu, học tập hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa toàn thể Thầy Cô Khoa Hóa học hết lòng quan tâm, dìu dắt giúp đỡ em suốt trình học tập trường hoàn thiện khóa luận Em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè tạo điều kiện động viên, khích lệ giúp em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp cuả Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên Đặng Thị Thúy Ngân LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan kết nghiên cứu, số liệu trình bày khóa luận: “Nghiên cứu tổng hợp số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh” hướng dẫn ThS Lục Quang Tấn hoàn toàn trung thực không trùng với kết tác giả khác Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên Đặng Thị Thúy Ngân MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN .5 1.1 Tổng quan indenoisoquinoline 1.1.1 Công thức cấu tạo 1.1.2 Mô hình phân tử không gian .5 1.1.3 Công thức phân tử: C16H8NO2R .5 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Trên giới .6 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước .10 1.3 Hoạt tính sinh học số dẫn xuất indenoisoquinoline 10 1.3.1 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm aminopropyl vòng B 15 1.3.2 Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm dimethylaminopropyl vòng B 19 1.3.3 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng imdazolyl propyl .21 1.3.4 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng morpholinopropyl vòng B 22 1.3.5 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm ethanol amino 23 1.3.6 Các dẫn chất có nhóm NO2 vòng A nhóm halogen Cl, F R1 nhóm amin vòng, amin bậc bậc 25 1.4 Tổng quan phương pháp nghiên cứu tổng hợp hữu 27 1.4.1 Phương pháp sắc kí mỏng 27 1.4.2 Chiết 28 1.4.3 Loại bỏ dung môi áp suất thấp 28 1.4.4 Sắc kí cột 28 1.4.5 Phương pháp nhồi cột huyền phù .29 1.4.6 Phương pháp lựa chọn chất hấp phụ dung môi chạy cột sắc kí 29 1.5 Tổng quan phương pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu 32 1.5.1.Điểm nóng chảy (Mp) 33 1.5.2 Độ quay cực ([α] D) 33 1.5.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonancespectroscopy, NMR) 33 1.5.4 Phổ khối lượng (Mass spectrocopy, MS) 35 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Đối tượng nghiên cứu 36 2.2 Phương pháp nghiên cứu .36 2.3 Địa điểm nghiên cứu 37 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Quy trình tổng hợp 38 3.1.1 Tổng hợp hợp chất indeno[1,2-c]isochromen-5,11-dion (29) 38 3.1.2 Tổng hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion (66a) 38 3.1.3 Tổng hợp chất 6-(2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin5,11(6H)-dion (67) .39 3.2 Hằng số vật lí kiện phổ hợp chất .39 3.2.1 Hợp chất indeno[1,2-c]isochromen-5,11-dion 39 3.2.2 Hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion .40 3.2.3 Hợp chất 6-(2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)dion .40 3.3 Kết thảo luận .40 KẾT LUẬN .45 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT [α]D H – NMR Độ quay cực Specific Optical Rotation Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy 13 C – NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 Carbon – 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy H - 1H COSY 2D – NMR H - 1H Chemical Shift Correlation Spectroscopy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Two – Dimentional NMR CC Sắc kí cột DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer EI – MS Phổ khối lượng va chạm elctron Electron Impact Mass Spectrometry ESI – MS Phổ khối lượng phun mù điện tử Electron Spray ionizasion Mass Spectra EtOAc Ethylacetat FAB–MS Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry HMBC Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity HMQC Heteronuclear Mutiple Quantum Coherence HR – FAB – MS Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh phân giải cao High Resolution Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy o Độ Cencius Me Nhóm Methyl NBS N-Bromosuccinimide MS Phổ khối lượng Mass Spectroscopy NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy C PTSA p-Toluenesulfonic acid TCL Sắc kí lớp mỏng Thin Layer Chromatography THF Tetrahidrofuran DMAP 4-Dimethylaminopyridine DMF Dimethylfomamide EDCI 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide NBS N-Bromsuccinimide Tdp1 Tyrosyl-DNA phosphodiesterase I Top1 Topoisomerase I Val Valine Thr Threonine Pro Proline Lys Lysine His Histidine Tyr Tyrosyl N Asparagine Q Glutamine E Glutamic-acid DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1: Sự gia tăng số người mắc bệnh ung thư ( giai đoạn 2012- 2035) Hình 2: Camptothecin số dẫn xuất Hình 3: Một số dẫn xuất indenoisoquinolin bước đầu nghiên cứu Mark Cushman Hình 4: Một số dẫn chất indenoisoquinolin tổng hợp Việt Nam 10 Hình 5: Sự tạo phức Top1- DNA 11 Hình 6: Mô hình hoạt động Tdp1 13 Hình 7: Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm aminopropyl ( 38a- 40b) 15 Hình 8: Mô hình liên kết giả 39 trung tâm hoạt đông Tdp1 16 Hình 9: Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm aminopropyl (41a,b) 17 Hình 10: Khảo sát hoạt tính hợp chất 41a,c 17 Hình 11:Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm aminopropyl với nhóm C3 18 Hình 12 : Một số dẫn chất indenoisoquinoline thay nhóm –NH2 số nhóm khác ( -OH, -Br, N3, morpholinyl….) 19 Hình 13 : Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm dimethylaminopropyl 19 Hình 14: Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng imdazolyl propyl 21 Hình 16: Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm ethanol amino 23 Hình 17: Các dẫn chất có nhóm NO2 vòng A nhóm halogen Cl, F R1 nhóm amin vòng, amin bậc bậc 25 Hình 18: Phổ 13C-NMR hợp chất 67 42 Hình 19: Phổ 13C-NMR hợp chất 68 44 Bảng 1: Kết thử hoạt tính gây độc tế bào (IC50a) hoạt tính ức chế Top1 dẫn xuất indenoisoquinolin từ 38a-40b15 Bảng 2: Hoạt tính gây độc (GI50 µM) dẫn chất từ 48,50, 51 19 Bảng 3: Hoạt tính gây độc (GI50 µM) dẫn chất từ 52 – 54 22 Bảng 4: Hoạt tính gây độc (GI50 µM) dẫn chất từ 55 – 58 23 Bảng 5: Hoạt tính gây độc (GI50 µM) dẫn chất từ 78 – 81 24 Bảng 6: Hoạt tính chống ung thư tế bào dẫn chất 63a-65i 25 Sơ đồ 1: Các đường tổng hợp indeoisoquinoline Sơ đồ 2: Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquuinolin nhờ phản ứng ngưng tụ homophthalic anhydride với bazơ Schiff khác Sơ đồ 3: Tổng hợp indenoisoquinolin phản ứng ngưng tụ 2carboxybenzaldehyde phthalide Sơ đồ 4: Tổng hợp indenoisoquinolin phản ứng ngưng tụ 6-cyano-3hydroxyphthalide với phthalide Sơ đồ 5: Quy trình tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin 36 Sơ đồ 7: Cơ chế hình thành sản phẩm 67 41 Sơ đồ 8: Cơ chế hình thành sản phẩm 68 43 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Ung thư bệnh giết người số thuộc nhóm bệnh không lây (noncommunicable diseases - NCDs), có tỉ lệ tử vong hàng đầu chiếm 1/5 ca tử vong toàn giới Quỹ Nghiên cứu Ung thư giới (World Cancer Research Fund) cho biết có khoảng 14,1 triệu người năm chẩn đoán mắc bệnh ung thư có khoảng 8,2 triệu trường hợp tử vong, số dự đoán tăng lên 19 triệu vào năm 2025, 22 triệu vào năm 2030 24 triệu vào năm 2035 Con số tương đương với việc 54 giây trôi qua có người thiệt mạng bệnh Với tỷ lệ ung thư tại, 1/5 nam giới 1/6 phụ nữ toàn giới mắc bệnh ung thư trước tuổi 75, trong người đàn ông 12 phụ nữ chết bệnh Trong năm 2012, bệnh ung thư phổ biến chẩn đoán ung thư phổi, ung thư vú, ung thư đại tràng ung thư ruột, nguyên nhân phổ biến gây tử vong ung thư ung thư phổi, ung thư gan ung thư dày [15] Hình 1: Sự gia tăng số người mắc bệnh ung thư (giai đoạn 2012- 2035) Mặt khác, chi phí cho điều trị ung thư gánh nặng kinh tế, xã hội cho tất quốc gia toàn cầu Mỗi năm, ước tính kinh tế toàn cầu 1,16 nghìn tỷ đô la Mỹ dành cho phòng chống điều trị ung thư, chưa kể đến giá trị kinh tế bị cá nhân lao động, tạo cải vật chất 1.5.1.Điểm nóng chảy (Mp) Đối với chất rắn kết tinh, điểm chảy tiêu chuẩn vật lý quan trọng Thông thường việc phân tích sau thu sản phẩm kết tinh việc xác định điểm chảy tiêu chuẩn để kiểm tra mức độ tinh khiết hợp chất mà cần lượng mẫu thử Nếu điểm chảy hai loại tinh thể thu qua hai lần kết tinh chênh lệch không 0,50C xem sản phẩm kết tinh tinh khiết Khi điểm chảy xác định được, đối chiếu với tài liệu tham khảo để đưa kết luận sơ hợp chất nghiên cứu 1.5.2 Độ quay cực ([α]D) Ánh sáng tự nhiên qua môi trường bất đẳng hướng, điều kiện định đó, tác dụng môi trường làm cho cường độ điện trường dao động theo phương định gọi ánh sáng phân cực thẳng hay ánh sáng phân cực toàn phần Mặt phẳng chứa tia sáng phương dao động vectơ điện trường gọi mặt phẳng dao động, mặt phẳng chứa tia sáng vuông góc với mặt phẳng dao động gọi mặt phẳng phân cực Khi cho ánh sáng phân cực thẳng qua dung dịch chất quang hoạt mặt phẳng phân cực bị quay góc α Tuỳ theo chất quang hoạt mà góc quay sang phải (+) hay sang trái (-) Độ lớn góc quay α phụ thuộc vào nồng độ C (g/100ml dung dịch), chiều dài lớp dung dịch (dung môi) l, nhiệt độ t chiều dài sóng λ: 1.5.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonancespectroscopy, NMR) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân phương pháp phổ đại hữu hiệu dùng để xác định cấu trúc hoá học hợp chất hữu nói chung hợp chất thiên nhiên nói riêng Với việc sử dụng kết hợp kỹ thuật phổ NMR chiều 33 hai chiều, nhà nghiên cứu xác định xác cấu trúc hợp chất, kể cấu trúc lập thể phân tử Nguyên lý chung phương pháp phổ NMR (phổ proton phổ carbon) cộng hưởng tần số khác hạt nhân từ (1H 13C) tác dụng từ trường Các tần số cộng hưởng khác biểu diễn độ dịch chuyển hoá học Ngoài ra, đặc trưng phân tử xác định dựa vào tương tác spin hạt nhân từ với  Phổ 1H – NMR: Trong phổ 1H – NMR, độ dịch chuyển hoá học (δ) proton xác định thang từ đến 14 ppm tuỳ thuộc vào mức độ lai hoá nguyên tử đặc trưng riêng phân tử Mỗi loại proton cộng hưởng trường khác chúng biểu diễn độ dịch chuyển hoá học khác Dựa vào đặc trưng độ dịch chuyển hoá học tương tác spin hạt nhân từ với mà người ta xác định cấu trúc hoá học hợp chất  Phổ 13C – NMR: Phổ cho tín hiệu vạch phổ cacbon Mỗi nguyên tử cacbon cộng hưởng trường khác cho tín hiệu phổ khác Thang đo cho phổ 13C – NMR tính ppm với dải thang đo rộng so với phổ proton (từ đến 240 ppm)  Phổ DEPT: Phổ cho ta tín hiệu phổ phân loại loại cacbon khac Trên phổ DEPT, tín hiệu cacbon bậc biến Tín hiệu phổ CH CH3 nằm phía CH2 nằm phía đối diện phổ DEPT 1350 Còn phổ DEPT 900 xuất tín hiệu phổ CH  Phổ 2D – NMR: Đây kỹ thuật phổ hai chiều, cho phép xác định tương tác hạt nhân từ phân tử không gian hai chiều  Phổ HMBC: Đây phổ biểu diễn tương tác xa C H phân tử Nhờ vào tương tác phổ mà phần phân tử toàn phân tử xác định cấu trúc  Phổ HSQC: Đây phổ biểu diễn tương tác C H liên kết trực tiếp với phân tử Như phổ HMBC, nhờ vào tương tác phổ mà phần phân tử toàn phân tử xác định cấu trúc 34 1.5.4 Phổ khối lượng (Mass spectrocopy, MS) Phổ khối lượng dùng phổ biến để xác định cấu trúc hoá học hợp chất hữu Nguyên tắc chủ yếu phương pháp phổ dựa vào phân mảnh ion phân tử chất bắn phá chùm ion bên Ngoài ion phân tử, phổ MS cho pic ion mảnh khác dựa vào người ta xác định chế phân mảnh dựng lại cấu trúc hoá học hợp chất  Phổ EI – MS: Dựa vào phân mảnh ion tác dụng chùm ion bắn phá với lượng khác nhau, phổ biến 70 eV  Phổ ESI – MS: Còn gọi phổ khối lượng phun mù điện tử Phổ thực với lượng bắn phá thấp nhiều so với phổ EI – MS, phổ thu chủ yếu pic ion phân tử pic đặc trưng cho phá vỡ liên kết có mức lượng thấp, dễ phá vỡ 35 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Phản ứng ngưng tụ phthalide 2- carboxybenzaldehydes để có ben [d] indeno [1,2-b] -5,11-diones Sau đó, hợp chất phản ứng với amin bậc để tạo indenoisoquinolin khác có nhóm chứa nitơ Sản phẩm tiếp tục phản ứng với Brom để tạo dẫn chất indenoisoquinoline có dẫn xuất brom mạch nhánh với hoạt tính kháng ung thư cao (sơ đồ 5) Nếu amin bậc chứa dẫn xuất Brom phản ứng không cần tiến hành qua bước O O NaOMe (266 mmol) MeOH/EtOAc CHO + O O 6h, 650C COOH 27 26 TsOH toluen  O O COOH R(Br)NH2 29 O xt, t,, p 28 RNH2 xt, t,, p O O Br2 N R CCl4 , 00C O N R(Br) O n Sơ đồ 5: Quy trình tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh 2.2 Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp nghiên cứu tài liệu:  Phân tích nguồn tài liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu (cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài, kết nghiên cứu công bố qua tạp chí báo cáo khoa học chuyên ngành nước, thư viện, phương tiện thông tin đại chúng… )  Tổng hợp tài liệu  Xử lý số liệu máy tính  Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm tổng hợp hữu 36  Phương pháp sắc kí mỏng: Sắc kí mỏng sử dụng để định tính chất đầu sản phẩm Thông thường sản phẩm với giá trị Rf khác màu sắc phát quang khác Dùng sắc kí lớp mỏng để biết phản ứng xảy ra, không xảy ra, kết thúc phản ứng  Phương pháp chiết: chiết trình tách phân li chất dựa vào trình chuyển chất hòa tan pha lỏng (thường nước) pha lỏng khác không hòa tan vào (thường dung môi hữu không hòa tan với nước)  Phương pháp loại bỏ dung môi áp suất thấp: Dùng máy cất quay chân không Sau loại bỏ dung môi để thu chất khô hoàn toàn ta dùng máy hút chân không hút làm khô chất  Phương pháp sắc kí cột: Nguyên tắc sắc kí cột dựa lực hấp phụ khác chất thử chất hấp phụ để tách chất riêng Nhưng sắc kí cột, chất làm cho pha cố định nhồi ống hình trụ mà gọi sắc kí cột  Phương pháp lựa chọn chất hấp phụ dung môi chạy cột sắc kí  Sử dụng phương pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu  Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): 1H – NMR 13C – NMR(12h MHz) đo máy Brucker AM500 FT – NMR Spectrometer, Viện Hóa Học, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 2.3 Địa điểm nghiên cứu Phòng Hóa Dược, Viện Hóa Học, Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam 37 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Quy trình tổng hợp O O CHO + O NaOMe (266 mmol) MeOH/EtOAc O Br TsOH toluen  O COOH 6h, 650C COOH O O 28 27 26 O 29 NH2 CH2Cl2 200C 24h CH2Cl2 200C 22h CH2=CHCH2NH2 N O Br 68 O O Br2 N 67 O Br CH2Br CCl4 , 00C N 66a O Sơ đồ 6: Quy trình tổng hợp indenoisoquinoline có dẫn xuất brom mạch nhánh 3.1.1 Tổng hợp hợp chất indeno[1,2-c]isochromen-5,11-dion (29) Dung dịch phathalide (27) (10g; 67 mmol ) phthaldehydic acid (26) (8,9 g; 67mmol ) dung môi EtOAc (300ml ) thêm NaOMe (58g; 266 mmol) Phản ứng thực 65oC Kết thúc phản ứng, loại bỏ dung môi máy cất quay chân không, nhỏ giọt dung dịch HCl 37% (25ml) đến dung dịch chuyển từ mầu đỏ sang màu vàng nhạt, loại bỏ nước nhận sản phẩm thô 28 Hòa tan 28 toluen (200ml) thêm TsOH (0,92 g ; 5,3 mmol) đun hồi lưu (DeanStark) Kết thúc phản ứng , loại bỏ dung môi toluen nhận sản phẩm thô Sản phẩm hòa tan CHCl3 (1 lít) , rửa dung dịch muối NaCl (3x1 lít), làm khan MgSO4, cất loại dung môi máy cất quay nhận hợp chất 29, kết tinh dung môi EtOAc thu sản phẩm 29 (9,6 g ) ,hiệu suất phản ứng đạt 58% 3.1.2 Tổng hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion (66a) Hòa tan hoàn toàn chất 29 (90mg, 0,36 mmol) 5ml CH2Cl2, sau bổ sung 3-aminoprop-1-en (22,58mg, 0,396 mol) vào hỗn hợp Hỗn hợp khuấy trì nhiệt độ 20 0C 22 Kết thúc phản ứng, bổ sung 45 ml CH2Cl2 (3 lần × 15 ml) vào hỗn hợp, chiết với 25 ml nước, làm khô Na2SO4, cất loại dung 38 môi máy cất quay chân không thu sản phẩm thô Sản phẩm thô làm sắc ký cột silicagel với hệ dung môi rửa giải hexan/EtOAc (8:2) thu sản phẩm 66a (96,68 mg) với hiệu suất phản ứng 93,57 % 3.1.3 Tổng hợp chất 6-(2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)dion (67) Hòa tan hoàn toàn chất 66a (96,68mg, 0,336 mmol) 5ml CCl4, sau làm lạnh hỗn hợp phản ứng tới 00C, nhỏ từ từ brom vào hỗn hợp phản ứng Hỗn hợp khuấy trì nhiệt độ 0C Kết thúc phản ứng, hỗn hợp chiết CH2Cl2 Sau chiết bổ sung thêm 10ml NaOH 10%, làm khô Na2SO4, quay khô thu sản phẩm thô Sản phẩm thô làm sắc ký cột silica gel với hệ dung môi rửa giải hexan/EtOAc (9:1) thu sản phẩm 67 (44,86 mg) với hiệu suất phản ứng 30 % 3.1.4 Tổng hợp hợp chất 6-(4-brombenzyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline- 5,11(6H)-dion (68) Hòa tan hoàn toàn chất 29 (50,0 mg; 0,20 mmol) CH2Cl2 (2 ml), sau bổ sung 4-bromobenzylamine (40,9 mg; 0,22 mmol)vào hỗn hợp Hỗn hợp khuấy 24 nhiệt độ phòng Kết thúc phrn ứng, hỗn hợp chiết với CH2Cl2 (3x5 mL), làm khô Na2SO4, cất loại dung môi máy cất quay chân không thu sản phẩm thô Sản phẩm thô làm sắc ký cột silicagel với hệ dung môi rửa giải hexan/EtOAc (8:2) để có hợp chất 68 tinh khiết với hiệu suất phản ứng 85% 3.2 Hằng số vật lí kiện phổ hợp chất 3.2.1 Hợp chất indeno[1,2-c]isochromen-5,11-dion Trạng thái: màu vàng cam, nhiệt độ nóng chảy 257-259 0C H NMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8,37 (1H, d, J=8,0Hz), 8,29 (1H, dd, J= 1,0; 8,0Hz), 7,80 (1H, td, J= 1,0; 1,5; 7,5Hz), 7,59 (1H, d, J=7,0Hz), 7,40-7,53 (4H, m) 13 C NMR (125 MHz, CDCl3) δc ppm: 189,96 ; 170,59; 160,81; 136,38; 135,99; 133,66; 132,81; 132,67; 131,64; 130,87; 128,39; 123,30; 123,15; 119,82; 118,97; 107,71 39 3.2.2 Hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion Trạng thái: màu đỏ cam H NMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8,68 (1H, d, J=8,0Hz, H-4), 8,32 (1H, d, J=8,0Hz), 7,71 (1H, td, J= 1,5; 7,5Hz), 7,58 (1H, d, J=7,0Hz), 7,45-7,33 (4H, m), 6,11 (1H, m), 5,30 (1H, dt, J= 1,5; 7,5Hz), 5,21-5,15 (3H, m) 3.2.3 Hợp chất 6-(2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion Trạng thái: màu đỏ tím H NMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8,75 (1H, d, J=8,0Hz), 8,35 (1H, dd, J=1,0; 7,5Hz), 7,77 (1H, td, J= 1,5; 7,5Hz), 7,72 (1H, d, J=7,5Hz), 7,66 (1H, td, , J= 1,5; 7,0Hz), 7,52-7,41 (3H, m), 5,16 (1H, dd, J= 5,5; 8,5Hz), 4,85 (2H, m), 4,00 (1H, dd, J= 5,0; 6,5Hz), 3,91 (1H, dd, J= 5,0; 6,5Hz) 13 C NMR (125 MHz, CDCl3) δc ppm: 190,46 ; 163,68; 155,12; 137,05; 134,83; 134,36; 133,28; 132,31; 131,09; 128,56; 127,59; 123,76; 123,46; 123,30; 122,82; 109,26; 49,21; 48,08; 34,81 3.2.4 Hợp chất 6-(4-brombenzyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dion 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δH ppm: 8.73 (1H, d, J=8,0 Hz, H-2); 8.37 (1H, dd, J=0,5; 8,0 Hz, H-3); 7.77-7.74 (1H, m, H-7); 7.60 (1H, dd, J = 1.0; 7.5 Hz, H-8); 7.50-7.46 (3H, m, H-10, H-9 and H-4); 7.3 (1H, d, J = 7.5 Hz; H-2’); 7.28-7.25 (1H, m, H-1); 7.23 (2H, d, J=7.5 Hz, H-6’ ); 7.10 ( 2H, d, J=8.5 Hz, H-3’ and H-5’); 5.72 (2H, s, NCH2) 13 C NMR (125 MHz, CDCl3) δc ppm: 206.8; 190.4; 163.4; 155.7; 136.8; 134.9; 134.5; 134.2; 133.2; 132.4; 132.2; 131.0; 128.7; 127.5; 127.4; 123.6; 123.4; 123.3; 122.5; 121.6; 47.6; 30.9 3.3 Kết thảo luận Để tổng hợp hợp chất 6-(2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)dion (67) hợp chất 6-(4-brombenzyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dion (68), lựa chọn đường thực phản ứng cộng nuclephin indeno[1,2-c]isochromen-5,11-dion (29) với 3-aminoprop-1-en ( với tổng hợp 67) 4-Brombenzylamin (với tổng hợp 68).Sau sản phẩm thu 66a cho thực phản ứng cộng electronphin với brom thu sản phẩm 67 6-(2,3-dibrompropyl)- 40 5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion (30%) 70% sản phẩm đibrom tạo muối Đối với phản ứng tổng hợp hợp chất 6-(4-brombenzyl)-5H-indeno[1,2c]isoquinoline-5,11(6H)-dion không cần qua bước Hợp chất 29 tổng hợp qua bước phản ứng, thực phản ứng ngưng tụ phathalide (27) phthaldehydic acid (26) theo phương pháp Shapiro [4][5], có mặt NaOMe dung môi EtOAc, nhiệt độ 65 oC, thời gian phản ứng nhận hợp chất trung gian 28 Sau đó, thực phản ứng đóng vòng với PTSA nhận hợp chất lacton 29 hiệu suất đạt 58% Từ hợp chất 29, tiến hành phản ứng cộng với với 3-aminoprop-1-en thu hợp chất 66a có màu đỏ cam với hiệu suất 93,57 % chế hình thành sản phẩm 66a đề nghị sơ đồ sau : Sơ đồ 7: Cơ chế hình thành sản phẩm 66 Hợp chất 66a thu đem thực phản ứng cộng electronphin với brom thu sản phẩm 67 Trên phổ 1H-NMR hợp chất 67 tín hiệu cộng hưởng proton khung indenoisoquinolindion từ δH 7,41-8,75 [1] xuất tín hiệu cộng hưởng proton mạch nhánh với độ chuyển dịch δH 5,16 ppm (1H), δH 4,85 ppm (2H), δH 4,00 ppm (1H) δH 3,91ppm (1H) Ngoài cấu trúc hợp chất 67 41 khẳng định phổ cộng hưởng từ 13 C-NMR (Hình 18), phổ xuất tín hiệu khung indenoisoquinolin với tín hiệu đặc trưng nhóm cacbonyl C11 δC 190,46 ppm, nhóm cacbonyl amit δC 163,68 ppm Tín hiệu δC 49,21 ppm gán cho cacbon nhóm (Br)CH, tín hiệu cacbon nhóm CH2 cộng hưởng δC 48,08 ppm tín hiệu cộng hưởng δC 34,81 ppm gán cho cacbon nhóm (Br)CH2 Qua kiện vừa phân tích liệu phổ chi tiết cho phép khẳng định cấu trúc hợp chất 67 Hình 18: Phổ 13C-NMR hợp chất 67 Từ hợp chất 29, tiến hành phản ứng cộng với với 4-Brombenzylamin thu hợp chất 68 với hiệu suất 85 % chế hình thành sản phẩm 68 đề nghị sơ đồ sau : 42 HO O O -H +H O O O O O O NH NH2 NH Br Br H Br O O HO - H 2O OH N N O O H N O H O Br Br Br Sơ đồ 8: Cơ chế hình thành sản phẩm 68 Trên phổ 1H-NMR hợp chất 68 tín hiệu cộng hưởng proton khung indenoisoquinolindion từ δH 7,44-8,73 [1] xuất tín hiệu cộng hưởng proton vòng thơm 7.10, 7.23 tín hiệu tương ứng với proton số tương tác J=8,5 Hz điển hình cho vòng thơm para Ngoài cấu trúc hợp chất 68 khẳng định phổ cộng hưởng từ 13C-NMR , phổ xuất tín hiệu khung indenoisoquinolin với tín hiệu đặc trưng nhóm cacbonyl C-11 δC 190,4 ppm, nhóm cacbonyl amit δC 163,4 ppm Tín hiệu δC 121,6 ppm gán cho cacbon nhóm (Br)C vòng thơm Qua kiện vừa phân tích liệu phổ chi tiết cho phép khẳng định cấu trúc hợp chất 68 43 Hình 19: Phổ 13C-NMR hợp chất 68 Qua phân tích trên, xác định công thức hợp chất 67,68 (hình 19) O O N N 67 Br O CH2Br Br O 68 Hình 20: Hợp chất 67,68 44 KẾT LUẬN Khóa luận tốt nghiệp “Tổng hợp số dẫn xuất indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh” hoàn thành với kết sau: Đi từ phathalide phthaldehydic acid, tổng hợp thành công hợp chất 6-(2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion thông qua bước phản ứng hóa học hợp chất: 6-(4-brombenzyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline- 5,11(6H)-dion thông qua bước phản ứng Bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR) kiện phổ tham khảo xác định công thức hợp chất tổng hợp 6(2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion 6-(4-brombenzyl)5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dion 45 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Lục Quang Tấn, Đặng Thị Tuyết Anh Nguyễn Văn Tuyến, (2013), “Nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất indenoisoquinolin có hoạt tính chống ung thư”, Tạp Chí Hóa học, Tr 534-537 Lục Quang Tấn, Nguyễn Văn Tuyến ( 2013), “Nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất Indenoisoquinoline có nhân thơm mạch nhánh hoạt tính gây độc tế bào”, Tạp chí Hóa học, T51(6ABC), Tr 82-85 Tiếng Anh: Won – Jea Cho, Daulat Bikram Khadka cộng , (2011), Bioorganic & Medicinal Chemistry, 19, 1924–1929 Evgeny Kiselev, Dexheimer TS, Pommier Y, Cushman Mark, (2010), “Design, synthesis, and evaluation of dibenzo[c,h][1,6]napthyridines as topoisomerase I hibitors and potencial”, J Med Chem., 53(24), 8716 – 8726 Gang Ahn, Nadège Schifano - Faux, Jean - François Goossens, Brigitte Baldeyrou, Axel Couture, Pierre Grandclaudon, Amélie Lansiaux, Adina Ryckebusch, (2011), Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 21, 2259–2263 Katherine E Peterson, Maris A Cinelli, Andrew E Morrell, Akhil Mehta, Thomas S Dexheimer, Keli Agama, Smitha Antony, Yves Pommier Mark Cushman, (2011), J Med Chem., 54, 4937– 4953 Martin Conda – Sheridan, P V Narasimha Reddy, Andrew Morrell, Brooklyn T Cobb, Christophe Marchand, Keli Agama, Adel Chergui, Amélie Renaud, Andrew G Stephen, Lakshman K Bindu, Yves Pommier Mark Cushman, (2013), ”Synthesis and Biological Evaluation of Indenoisoquinolines That Inhibit Both Tyrosyl-DNA Phosphodiesterase I (Tdp1) and Topoisomerase I (Top1)”, J Med Chem,56, 182−200 Muthukaman Nagarajan, Andrew Morrell, Alexandra Ioanoviciu, Smitha Antony, Glenda Kohlhagen, Keli Agama, Melinda Hollingshead, Yves Pommier Mark Cushman, (2006), J Med Chem.,49, 6283 – 6289 46 Muthukaman Nagarajan, Andrew Morrell, Brian C Fort, Marintha Rae Meckley, Smitha Antony, Glenda Kohlhagen, Yves Pommier, and Mark Cushman, (2004), “Synthesis and Anticancer Activity of Simplified Indenoisoquinoline Topoisomerase I Inhibitors Lacking Substituents on the Aromatic Rings”, J Med Chem., 47, 5651-5661 10 Stéphane Lebrun , Axel Couture , Eric Deniau , Pierre Grandclaudon, (2011) “Suzuki–Miyaura cross-coupling and ring-closing metathesis: a strategic combination to the synthesis of indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11-diones”, Tetrahedron Letters, 4, 1481–1484 11 Trung Xuan Nguyen, Andrew Morrell, Martin Conda-Sheridan, Christophe Marchand, Keli Agama, Alun Bermingam, Andrew G Stephen, Adel Chergui, Alena Naumova, Robert Fisher, Barry R O’Keefe, Yves Pommier, and Mark Cushman, (2012), ” Synthesis and Biological Evaluation of the First Dual TyrosylDNA Phosphodiesterase I (Tdp1)−Topoisomerase I (Top1) Inhibitors”, J Med Chem., 55, 4457−4478 12 Xiaoyun Zhang, Rubing Wang, Li Zhao, Na Lu, Jubo Wang, Qidong You, Zhiyu Li, Qinglong Guo, (2012), Bioorg Med Chem Lett., 22, 1276–1281 Các trang Web: 13 http://dohquangtri.gov.vn/tin-ve-y/844-benh-ung-thu-va-ngay-the-gioi-phongchong-ung-thu-04-thang-2-nam-2014.html 14 http://vietnamnet.vn/vn/doi-song/211876/ganh-nang-ung-thu thach-thucva-co-hoi-cua-viet-nam-.html 47 [...]... indenoisoquinolincó ý nghĩa thực tiễn vô cùng quan trọng trong việc điều trị ung thư trên thế giới cũng như là ở Việt Nam Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi chọn đề tài cho khóa luận tốt nghiệp là: Nghiên cứu tổng hợp một số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom ở mạch nhánh 2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tổng hợp ra các dẫn xuất của indenoisoquinolin bằng cách đính các nhóm thế có gắn brom vào khung... có dẫn xuất brom ở mạch nhánh theo phương pháp thứ tư này với ưu điểm là ít tạo phản ứng phụ với hiệu suất cao 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước Hiện nay, trong nước chưa có công trình nào công bố về tổng hợp các hợp chất khung indenoisoquinolin Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã thành công tổng hợp một số dẫn chất mới của indenoisoquinoline O N R O 67: R= -CH2CH(Br)CH2Br 68: R= -C6H4Br Hình 4: Một. .. tử: C16H8NO2R 5 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Trên thế giới Hợp chất indenoisoquinolin (4) (NSC 314622) được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1978 bởi Mark Cushman và cộng sự, thể hiện hoạt tính ức chế Top I nên hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của indenoisoquinolin (4) và nghiên cứu hoạt tính ức chế Top I của các dẫn chất của nó Một số dẫn xuất của indenoisoquinolin như:... khoa học, các công trình khoa học đã làm thành công về đề tài) - Nghiên cứu các hướng tổng hợp, các cơ chế và dự đoán các hướng sản phẩm của các phản ứng - Tổng hợp một số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom ở mạch nhánh - Tiến hành đo phổ và giải phổ để kiểm tra cấu trúc của sản phẩm tổng hợp 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về indenoisoquinoline 1.1.1 Công thức cấu tạo O D C A B N R O Khung cacbon... tả ở sơ đồ 2 tạo thành các dẫn xuất indenoisoquinolin 35 – 37 (sơ đồ 4) [12] Ngoài công trình của Mark Cushman và các cộng sự, có nhiều công trình đã nghiên cứu tổng hợp nhiều dẫn chất của indenoisoquinolin với các nhóm thế vòng A và vòng D khác nhau khi sử dụng các nguyên liệu đầu là các dẫn chất của chất (17) và (21) có các nhóm thế khác nhau Chúng tôi tiến hành tổng hợp một số indenoisoquinolin có. .. 0,245 0,257 0,617 0,300 0 Ở dạng gel, các indenoisoquinolines chứa nhóm thế dimetylamino có hoạt tính ngăn chặn sự phân cắt DNA ở nồng độ cao 100 µM, nhưng hợp chất 49, có một nhóm thế imidazole vào cuối mạch lại không có khả năng này Nghiên cứu DNA duỗi xoắn trên dẫn chất 7-azaindenoisoquinolines ở nồng độ thuốc cao đã chứng minh các hợp chất với nhóm thế N-(3-dimetylaminopropyl) có khả năng tác động đến... vào nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn II Các hợp chất này có hoạt tính cao hơn so với thuốc hệ campothecin nhưng không gây hiệu ứng phụ, đặc biệt bền, không bị thủy phân vì không có vòng lactam [11] O O O MeO MeO MeO N MeO O N MeO O O N MeO O O O O O O CH3 N O 5 4 (NSC314622) N N 6 Hình 3: Một số dẫn xuất indenoisoquinolin bước đầu được nghiên cứu bởi Mark Cushman 6 *Các phương pháp tổng hợp. .. dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl ở vòng B O O OCH3 CH3 N N N CH3 N O2N O N O 49 48 OCH3 OCH3 O O CH3 CH3 N O2N N N N H CH3 CH3 O O 51 50 Hình 13 : Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl Hợp chất (6-(3-(dimethylamino)propyl)-9-methoxy-3-nitro-6H-indeno[1,2-c] isoquinoline-5,11-dione (50b): Khi đính nhóm thế methoxy ở vị trí số 9 và nhóm thế nitro ở. .. este mạch nhánh và etyl este 39 có một chuỗi bên este ngắn là chất có hoạt tính ức chế các tế bào ung thư cao Các hợp chất này đều có hoạt tính khi mạch nhánh chứa cả 3aminopropyl và nhóm chức 11-keto Tuy nhiên nếu thay nhóm amin bằng nhóm –OH ancol thì hoạt tính này giảm mạnh Các hợp chất ancol hầu như không có khả năng ức chế Top1 và Tdp1 ( 43: 0,+; 44:0,++) Sự thay thế của amin bậc một với bromide,... công tổng hợp một số dẫn chất mới của indenoisoquinoline O N R O 67: R= -CH2CH(Br)CH2Br 68: R= -C6H4Br Hình 4: Một số dẫn chất indenoisoquinolin mới được tổng hợp ở Việt Nam 1.3 Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất indenoisoquinoline Ở sinh vật nhân chuẩn, topoisomerase I (Top1) là một enzyme cần thiết cho nhiều quá trình quan trọng của tế bào vì nó giúp giãn xoắn DNA sợi kép khi DNA 10 thực hiện ... Nam Xuất phát từ thực tiễn trên, chọn đề tài cho khóa luận tốt nghiệp là: Nghiên cứu tổng hợp số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất. .. trình tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh 2.2 Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp nghiên cứu tài liệu:  Phân tích nguồn tài liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu. .. phẩm phản ứng - Tổng hợp số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh - Tiến hành đo phổ giải phổ để kiểm tra cấu trúc sản phẩm tổng hợp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan indenoisoquinoline