Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là các hydrocarbon

LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong khóa luận: “Tổng hợp một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là các hiđrocacbon” dưới sự hướ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ

Người hướng dẫn

ThS LỤC QUANG TẤN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS TS Nguyễn Văn Tuyến và các Thầy Cô làm việc tại phòng Hóa Dược, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ để em được nghiên cứu, học tập và hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa cùng toàn thể các Thầy Cô trong Khoa Hóa học đã hết lòng quan tâm, dìu dắt và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại trường và hoàn thiện khóa luận này

Em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn tạo điều kiện động viên, khích lệ giúp em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp cuả mình

Hà Nội, ngày 6 tháng 5 năm 2015

Sinh viên

Vũ Thị Tâm

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong khóa luận: “Tổng hợp một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh

là các hiđrocacbon” dưới sự hướng dẫn của ThS Lục Quang Tấn là hoàn toàn trung thực và không trùng với kết quả của tác giả khác

Hà Nội, ngày 6 tháng 5 năm 2015

Sinh viên

Vũ Thị Tâm

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

[α]D Độ quay cực Specific Optical Rotation

1

H – NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

Proton Magnetic Resonance Spectroscopy

13

C – NMR 13C – NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13

Carbon – 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

1

H - 1H COSY 1H - 1H Chemical Shift Correlation Spectroscopy

2D – NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều

Two – Dimentional NMR ACCN Azobiscyclohexanecarbonitrile

EDCI 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide

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

Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry HBTU 2-(1H-Benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium

hexafluorophosphate 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

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1 Camptothecin và một số dẫn xuất 2 Hình 2 Một số dẫn xuất indenoisoquinolin bước đầu được nghiên cứu bởi

Mark Cushman 5 Hình 3 Một số dẫn chất indenoisoquinolin mới được tổng hợp ở Việt Nam 19 Hình 4 Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl 20 Hình 5 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng morpholinopropyl 21 Hình 6 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng imdazolyl propyl 22 Hình 7 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm thế ethanol amino 24 Hình 8’.Phổ 1

H – NMR của hợp chất 6-(prop-2-yn-1-yl)-5H-indeno[1,2-c] isoquinolin-5,11(6H)-dion (84a) 40 Hình 8 Phổ 13

C – NMR của hợp chất 6-(prop-2-yn-1-yl)-5H-indeno[1,2-c] isoquinolin-5,11(6H)-dion (84a) 41 Hình 8’’ Cấu trúc hóa học của hợp chất 6-(prop-2-yn-1-yl)-5H-indeno[1,2-

c]isoquinolin-5,11(6H)-dion (84a) 41 Hình 9 Phổ 1H – NMR của hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-

5,11(6H)-dion (84b) 42 Hình 9’ Cấu trúc hóa học của hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-

5,11(6H)-dion (84b) 42 Hình 10 Phổ 1H – NMR của hợp chất 6-(2-metoxyetyl)-5H-indeno[1,2-c]

isoquinolin-5,11(6H)-dion (84c) 43 Hình 10’ Cấu trúc hóa học của hợp chất 6-(2-metoxyetyl)-5H-indeno[1,2-c]

isoquinolin-5,11(6H)-dion (84c) 44Bảng 1 Hoạt tính gây độc tế bào IC50 (µM) và hoạt tính ức chế top 1 của các

hợp chất từ 23b – 28c 9

Bảng 2 Hoạt tính gây độc tế bào IC50 (µM) và hoạt tính ức chế top I của các

hợp chất từ 32a – 40 13

Bảng 3 Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 66 – 68 21

Bảng 4 Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 69 – 72 22

Bảng 5 Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 73– 75 23

Bảng 6 Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 76 – 79 24

Sơ đồ 1 Các hướng chính tổng hợp khung indenoisoquinolin 6

Sơ đồ 2 Tổng hợp indeno[1,2-c]isoquinolin 7

Sơ đồ 3 Tổng hợp indenoisoquinoline theo Won-Jea Cho và cộng sự 11

Sơ đồ 4 Tổng hợp khung indenoisoquinoline thông qua phản ứng đóng vòng của (benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,8-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-g] isoquinolin-8-yl)methanol 15

Sơ đồ 5 Tổng hợp indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11-dion 18

Sơ đồ 6 Quy trình tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm thế R khác nhau 35

Sơ đồ 7 Quy trình tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm thế R là các gốc hidrocacbon 37

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 6

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về indenoisoquinolin 4

1.1.1 Công thức cấu tạo 4

1.1.2 Danh pháp 4

1.1.3 Mô hình phân tử trong không gian 4

1.1.4 Công thức phân tử 4

1.2 Tình hình nghiên cứu 5

1.2.1 Trên thế giới 5

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 19

1.3 Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất indenoisoquinolin 19

1.3.1 Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl20 1.3.2 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng morpholinopropyl 21

1.3.3 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng imdazolyl propyl 22

1.3.4 Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm thế ethanol amino 23

1.4 Tổng quan về các phương pháp nghiên cứu trong tổng hợp hữu cơ 25

1.4.1 Phương pháp sắc kí bản mỏng 25

1.4.2 Chiết 26

1.4.3 Loại bỏ dung môi ở áp suất thấp 26

1.4.4 Sắc kí cột 26

1.4.5 Phương pháp nhồi cột huyền phù 27

1.4.6 Phương pháp lựa chọn chất hấp phụ và dung môi chạy cột sắc kí 27 1.5 Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ 31

1.5.1.Điểm nóng chảy (Mp) 31

1.5.2 Độ quay cực ([α]D) 32

1.5.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonancespectroscopy, NMR) 32

1.5.4 Phổ khối lượng (Mass spectrocopy, MS) 34

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 Đối tượng nghiên cứu 35

2.2 Phương pháp nghiên cứu 35

2.3 Địa điểm nghiên cứu 36

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

3.1.Quy trình tổng hợp 37

3.1.1.Tổng hợp hợp chất indeno[1,2-c]isochromene-5,11-dione (83) 37

3.1.2 Tổng hợp các hợp chất indenoisoquinoline 38

3.2 Hằng số vật lí và các dữ kiện phổ của các hợp chất 39

3.2.1 Hợp chất 1: 6-(prop-2-yn-1-yl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion (84a) 39

3.2.2 Hợp chất 2: 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion (84b) 39

3.2.3 Hợp chất 3: 6-(2-metoxyetyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion (84c) 39

3.3 Kết quả và thảo luận 40

KẾT LUẬN 45

DANH MỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày 3/2/2014, Tổ chứ Y tế Thế giới (WHO) cho biết, số ca mắc bệnh ung thư mới trên toàn cầu đang ngày càng gia tăng với tốc độ đáng báo động, với mức tăng 14 triệu người trong năm 2012 Công bố này được đưa ra trong bản báo cáo Ung thư Thế giới của Cơ quan Nghiên cứu về Ung thư Quốc tế thuộc Tổ chức Y tế Thế giới Theo bản báo cáo, số ca mắc bệnh ung thư trên Thế giới có khả năng sẽ tăng thêm 22 triệu người mỗi năm trong vòng 2 thập

kỉ tới [12]

Hội nghị khoa học quốc tế về phòng chống ung thư vào tháng 4/2013 tại Hà Nội cho biết, tỷ lệ tử vong do ung thư ở Việt Nam cao hàng đầu thế giới Tỷ lệ tử vong vì ung thư ở Việt Nam là 73,5% khi đó, tính chung toàn thế giới con số này là 59,7%; tại các nước phát triển là 49,4% và ở những nước đang phát triển cũng chỉ ở mức 67,9% Mỗi năm, số bệnh nhân mới mắc ung thư ở Việt Nam là 150.000 người, trong đó có 75.000 người tử vong, con

số này có xu hướng tăng trong những năm tiếp theo Tính đến thời điểm hiện tại, cả nước có từ 240.000 – 250.000 người mắc bệnh ung thư [11]

Tất cả những số liệu trên đủ để thấy ung thư đang có ảnh hưởng như thế nào đối với sức khỏe và tính mạng của con người không chỉ ở Việt Nam mà còn ở trên toàn thế giới Ngày nay, chúng ta có thể để điều trị ung thư trên cấp

độ tế bào với độ chính xác và hiệu quả khá cao Trong đó, Topoisomerase là đích đến hiệu quả trong việc nghiên cứu và tổng hợp thuốc điều trị ung thư vì Topoisomerase bị ức chế sẽ gây chết tế bào ung thư do tế bào này phân chia rất nhanh chóng

Trong cơ thể sống, Topoisomerase I (Top I) là enzym xúc tác cho nhiều thay đổi về cấu trúc liên kết của phân tử DNA, tạo điều kiện cho những quá trình sinh lý quan trọng diễn ra bên trong tế bào ung thư như phiên mã, sao

mã và phân ly vào nhiễm sắc thể Vai trò của Top I là để tháo xoắn DNA bằng cách tạo ra một sợi nucleotit duy nhất Trong đó enzyme sẽ liên kết hóa trị với DNA cho đến khi đóng xoắn Như vậy sự tồn tại và phát triển của tế bào nhân chuẩn phụ thuộc vào enzyme Top I Do đó, nó là mục đích trị liệu tiềm năng trong việc điều trị chống ung thư Có hai con đường có thể ức chế Top I đó là ức chế khả năng tháo xoắn của các sợi DNA và phương pháp thứ

2 là gây “ngộ độc” enzyme bằng cách đặt nó như một phức hợp cộng hóa trị với DNA [4]

Trước đây, người ta sử dụng camptothecin (1) như chất gây ức chế Top

I Các dẫn xuất Camptothecin như Topotecan (2), Irinotecan (3) là các chất

gây ức chế Top I duy nhất hiện được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (The U.S.Food and Drug Administration) cấp phép làm thuốc chống ung thư [4] Các hợp chất này là sản phẩm tan trong nước được bán tổng hợp

từ camptothecin Topotecan (2) (Hycamtin) được sử dụng cho chống ung thư buồng trứng và ung thư phổi tế bào nhỏ (SCL) Irinotecan (3) (Camptosar,

Campto) được sử dụng rộng nhiều trong điều trị khối u ác tính ở đường tiêu hóa (colorectal và gastroesophageal) Topotecan và Irinotecan cũng được dùng trong điều trị khối u ác tính ở não (glioblastomas), sarcomas Tuy nhiên, hai hợp chất thuốc Topotecan và Irinotecan còn có nhiều nhược điểm như: Camptothecin rất nhanh mất hoạt tính do thủy phân vòng E (vòng lacton) ngay cả trong môi trường pH sinh lý và độc với tủy xương [5]

Do những nhược điểm của Camptothecin như vậy, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tổng hợp các indenoisoquinolin để gây ức chế Top I Indenisoquinolin là lớp chất có tính ổn định, không bị thủy phân, không gây độc giống như Camptothecin nhưng lại có hoạt tính sinh học thấp hơn rất nhiều Do vậy, các cuộc nghiên cứu đã được tiến hành nhằm cải thiện và nâng cao hoạt tính sinh học của các indenoisoquinolin Việc nâng cao hoạt tính sinh học của các indenoisoquinolin có 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:

Tổng hợp một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là các hiđrocacbon

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu tổng hợp thành công và xác định cấu trúc của một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là các hiđrocacbon Từ đó tạo cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực tổng hợp các hợp chất hữu cơ nói chung và nâng cao hoạt tính sinh học cho các dẫn chất của indenoisoquinolin nói riêng, góp phần vào sự phát triển của y học thế giới cũng như y học Việt Nam hiện đại về lĩnh vực chống ung thư

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài (các đề tài, bài báo cáo 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 dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là các hiđrocacbon

- Tiến hành đo phổ và giải phổ để kiểm tra cấu trúc của sản phẩm tổng hợp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về indenoisoquinolin

1.1.1 Công thức cấu tạo

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: Indotecan (5) và Indimitecan (6) đã được đưa vào nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn

II Các hợp chất này có hoạt tính cao hơn so với thuốc hệ camptothecin nhưng không gây hiệu ứng phụ, đặc biệt bền, không bị thủy phân vì không có vòng lactam [8]

MeO

MeO N

CH3O

O

O O

4 (NSC314622)

MeO MeO N

O

O

O O

N O

5

MeO MeO N

O

O

O O

N N

16

10

N O R

O

Me NHMe O

3-arylisoquinolin 19a, b được tổng hợp thông qua phản ứng giữa một

toluamide và benzonitrile như sơ đồ 2

CH2Cl2

N O

a: R 1 =H, R 2 =Me (59%) b:R 1 = Me, R 2 = Me (93%) c: R1 = Me, R2 = PMB(78%)

R 1 OH 10% HCl O

H H

R 1 O

PMBO

R 1 OH

Sơ đồ 2 Tổng hợp indeno[1,2-c]isoquinolin

Ban đầu N-Methyl-o-toluamide 17a,b được xử lí với n-BuLi để thu được

các anion, sau đó cho phản ứng với benzonitrile 18 để nhận được arylisoquinolin 19a, b với hiệu suất tương ứng 39% và 42% Các hợp chất

3-19a, b tiếp tục cho phản ứng với các alkyl halogenua như MeI, BnCl, PMBCl

với xúc tác là NaH hoặc K2CO3 thu được các hợp chất N-alkyl 20a-d Thực hiện phản ứng loại bỏ nhóm bảo vệ PMB trong 20a-d bằng cách cho phản ứng với DDQ dung môi là methylencloride thu được các hợp chất 21a-c Oxy hóa 21a-c bằng PDC thu được các andehit 22a-c tương ứng, sau đó xử lý các

andehit thu được bằng HCl 10% trong acetone cho các sản phẩm cộng đóng

vòng là các indenoisoquinoline 23a-c với hiệu suất 59-93% Điều đặc biệt là khi các indenoisoquinoline 23a-c có nhóm chức rượu ở vị trí số 11 được

phản ứng với rượu khác nhau trong sự có mặt của HCl 10% thu được các hợp

chất alkoxy tương ứng 26a-m Đó là kết quả của các phản ứng liên tiếp: mất nước của dẫn chất 24 trong môi trường axit và tấn công nucleophin liên tiếp của rượu vào vị trí C-11 của dẫn chất 25 Mặt khác khi thực hiện phản ứng tách hydroxyl ở vị trí C-11trong các indenoisoquinoline 23a-c bằng xúc tác

5% Pd/C dưới áp suất 80 psi trong EtOH cũng thu được các

indenoisoquinoline 27a-c với hiệu suất đạt 59-95% Các nhóm hydroxyl tại

C-11 còn được nhóm tác giả nghiên cứu thực hiện phản ứng oxy hóa bởi

PDC trong methylenclorua thu được các indenoisoquinolinedion 28a-c với

hiệu xuất rất cao 89-99%

Won-Jea Cho và cộng sự đã tiến hành các xét nghiệm thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất tổng hợp được trên bốn dòng tế bào khối u ở người bao gồm A 549 (khối u phổi), Skov-3 (khối u buồng trứng), SK-MEL-2 (khối u ác tính) và HCT 15 (khối u ruột) sử dụng sulforhodamine B (SRB) xét nghiệm Kết quả được đưa ra ở bảng 1 [6]

Bảng 1 Hoạt tính gây độc tế bào IC50 (µM) và hoạt tính ức chế top 1 của các hợp chất từ 23b – 28c

Từ bảng 1 cho thấy hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất indenoisoquinoline bị ảnh hưởng cao bởi các dẫn chất alkoxy, chứ không phải

bởi các dẫn chất xeton hoặc hydroxyl Các dẫn chất 11-Hydroxyl 23b –c đã

không thể hiện khả năng gây độc đáng kể chống lại bốn dòng tế bào khối u

Các hợp chất 27a-c cũng không thể hiện khả năng gây độc mạnh Hợp chất

27c cho thấy hiệu lực thấp (8.9µmol) chống lại dòng tế bào HCT 15 Các dẫn

chất 11-keto 28a-c gây độc tế bào yếu (14-30µmol) hoặc thậm chí hoạt tính yếu hơn 27a-c Tuy nhiên, sự tăng cường đáng kể của khả năng gây độc và

hoạt tính ức chế top 1 đã được quan sát thấy khi các nhóm hydroxyl đã được

chuyển đổi thành các chất alkoxy tương ứng, đặc biệt là các hợp chất 26g-m Hợp chất isobutoxy 26l hoạt tính ức chế top 1 mạnh nhất cũng như khả năng

gây độc mạnh (1.63-9.92µmol ) chống lại cả bốn dòng tế bào khối u Điều

thú vị là các hợp chất 26g - m có chứa nhóm p-methoxybenzyl cho thấy khả năng gây độc tế bào mạnh hơn các hợp chất N-methyl 26a-f [6]

Won-Jea Cho và các cộng sự cho thấy là nhóm tác giả khá thành công theo phương pháp này khi tiếp tục nghiên cứu tổng hợp khung indenoisoquinolin nhờ phản ứng đóng vòng của 4-bromo-2-methyl-3-(2-

vinylphenyl)isoquinolin-1(2H)-one 35a-c mô tả như sơ đồ 3 [10]

N Cl

N HN

37

NH4OH DMF

Trước tiên nhóm tác giả cũng tổng hợp 3-arylisoquinolin 31a-c

thông qua phản ứng giữa một toluamide và benzonitrile mô tả như sơ đồ

2 Tiếp theo brom hóa 31a-c với NBS/ACCN trong CCl4 cho 32a-c với

hiệu suất tốt (73-90%) Nhóm p-Methoxybenzyl được gỡ bỏ từ 32a-c bởi

sự oxy hóa DDQ ( 2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone) cho rượu

allyl 33a-c, sau đó bị oxy hóa bởi PDC thu được andehit 34a-c với hiệu suất tốt (88-90%) Phản ứng của aldehyde 34a-c với Ph3PCH3Br trong sự

có mặt của n-BuLi xảy ra cho styrene 35a-c với hiệu suất 62-95% Styrene 35a-c điều trị với n-Bu3SnH trong sự có mặt của ACCN cho 6,11-

dihydro-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5-one 36a-c với hiệu suất 55-88%

Ngoài ra nhóm tác giả nghiên cứu đã sử dụng nguyên liệu có sẵn

6-oxabenzo[a]fluorine-5,11-dione 37 chuyển đổi hiệu quả thành indenoisoquinoline 38 bởi điều trị với NH4OH, sau đó phản ứng với POCl3, tiếp theo bằng phản ứng thay thế với ethylenediamine cho 5-(2-

aminoethylamino)indeno[1,2-c]isoquinolin-11-on 40 với hiệu suất tốt

(68%) [10]

Won-Jea Cho và cộng sự đã tiến hành các xét nghiệm thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất tổng hợp được trên các dòng tế bào khối u ở người bao gồm A 549 (khối u phổi), Col2 (khối u ruột), SNU-638 (khối u dạ dày), HT1080 (khối u xơ) và HL-60 (ung thư bạch cầu) Kết quả được đưa ra

ở bảng 2 [10]

Bảng 2 Hoạt tính gây độc tế bào IC50 (µM) và hoạt tính ức chế top I của các hợp chất từ 32a – 40

b nt, không kiểm tra

Từ bảng 2 cho thấy indenoisoquinolin 36a - c thể hiện khả năng gây độc chống lại năm dòng tế bào này mạnh hơn so với 3–arylisoquinolin 32a-c,

33b-c, 34b-c và 35b-c Indenoisoquinolin 36a - c trong khoảng 1.70-8.5µM

hoạt tính chống lại dòng tế bào HL 60 và dao động từ 2.58 đến 9.0µM hoạt

tính chống lại bốn dòng tế bào khác Tất cả 4-bromo-3-arylisoquinolin 32a -

35c thể hiện khả năng gây độc tế bào rất yếu Hơn nữa, không có chất nào

trong số các hợp chất có hoạt tính ức chế top 1 mạnh, bao gồm cả các

indenoisoquinolin 36a-c Mặt khác, c]isoquinolin-11-on 40 thể hiện hoạt tính ức chế top 1và hoạt tính gây độc tế

5-(2-aminoethylamino)indeno[1,2-bào mạnh [10]

Mark Cushman và các cộng sự [3] cũng sử dụng phương pháp này tổng hợp khung indenoisoquinoline thông qua phản ứng đóng vòng của (benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,8-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-8-

yl)methanol 46 được mô tả như sơ đồ 4

O H

H + O

HO

O O

O

O

O HO

H +

-H2O -H2

O

O O

O

O O

H

O

O O

O

O O

Đầu tiên sự tạo vòng bắt đầu bằng việc loại bỏ methanol từ hợp chất trung gian N-((benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)methyl)-2,2-dimethoxyethanamine

41, tiếp theo là sự tấn công của vòng thơm trên cation

N-((benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)methyl)-2-methoxyethanamine 42 Sau đó phản

ứng thơm hóa của vòng phenyl dẫn đến hợp chất trung gian

5,6,7,8-tetrahydro-8-methoxy-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinoline 44 Sự mất methanol

từ hợp chất trung gian 44 hình thành 1,2-dihydroisoquinoline 45 Bước tiếp

theo tạo hợp chất trung gian

(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,6,7,8-tetrahydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-8-yl)methanol 46 Sự tấn công tiếp theo của ion iminium 46 dẫn đến sự hình thành vòng thứ hai Quá trình thơm hóa hợp

chất trung gian 47 thu được dẫn chất 48, sau đó do sự tách nước và sự tách hidro tạo norindenoisoquinoline 49 cuối cùng

Hợp chất trung gian 46 có thể đồng phân hóa thành

(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,6-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-8-yl)methanol 50 và sự tạo vòng thứ hai xảy ra trong môi trường axit tạo hợp chất trung gian 51, sau đó thơm hóa cho dẫn chất 52 và tách hidro hình thành norindenoisoquinoline 49 [3]

1.2.1.2 Phương pháp thứ hai

Tổng hợp indenoisoquinoline thông qua phản ứng đóng vòng của dẫn chất styrenic enamide

Axel Couture và các cộng sự [9] đã sử dụng phương pháp này khá hiệu

quả để tổng hợp nên indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11-dion 64a-d như sơ đồ 5

2 R 3 NH2

Et3N, CH2Cl2r.t., 4h 70-85%

2 CH3COCl -78 o C to r.t., 5h 54-66%

R 2

R 1

N O

O

R 3 KHMDS THF, -78 o C

R 2

R 1

N O

57

1 Pd(PPh3)4 5 mol%

Na2CO3, H2O 2.

NaNH2 và acetylclorua cho dẫn chất N-acetyl-o-vinylbenzamide 55a, c, d với hiệu suất 54-66% Các hợp chất 55a, c, d tiếp xúc với KHMDS trong THF ở -

78oC tạo ra kali enolat 56, sau đó phản ứng với diphenyl chlorophosphate cho vinyl phostphate 57 Tiếp theo cho dẫn chất 57 phản ứng với axit 2- formylboronic 58-60, xúc tác Pd(PPh3)4, dung dịch Na2CO3 (2M) và một vài

giọt EtOH được hồi lưu trong THF thu được distyrene amide 61a-d Sau đó tiến hành phản ứng chuyển vị đóng vòng RCM dẫn chất 61a-d với 5% mol

chất xúc tác Grubbs' thế hệ thứ 2 trong toluene 3h cho 3-arylisoquinolone

62a-d với hiệu suất 76-88% Các hợp chất 62a-d xử lý với 10% HCl trong

acetone cho các sản phẩm đóng vòng hydroxyl 63a-d với hiệu suất tốt 93%) Cuối cùng nhóm hydroxyl của dẫn chất 63a-d chuyển đổi thành nhóm

(81-carbonyl bởi quá trình oxy hóa với PDC trong CH2Cl2 cho

indenoisoquinolinedione 64a-d với hiệu suất tốt (73-85%) [9]

Axel Couture và các cộng sự áp dụng phương pháp tổng hợp này từ kết hợp các quá trình: [7]

(i) Phản ứng chuyển vị đóng vòng áp dụng cho distyrene amide 61 để tạo

(ii) Lắp đặt vòng thơm D bởi phản ứng liên hợp Suzuki-Miyaura gồm enol

phostphate 57 nhận được từ enolate 56 và axit boronic chức hóa phù hợp

(iii) Xây dựng vòng C của lõi 4 vòng thông qua quá trình tạo vòng nội phân tử

enamide-aldehyde dẫn chất 62

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 bước đầu

đã thành công tổng hợp một số dẫn chất mới của indenoisoquinolin 65a – 65d

[1], [2] và sẽ tiến hành đánh giá hoạt tính để tìm kiếm các chất có hoạt tính chống ung thư mới từ khung indenoisoquinolin

N O

O R

65a : R= 4-metoxibenzyl (81%) 65b : R=3-metoxibenzyl (90%)

65

65c : R=benzyl (90%) 65d : R=allyl (93,57%)

Hình 3 Một số dẫn chất indenoisoquinolin mới được tổng hợp ở Việt Nam

1.3 Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất indenoisoquinolin

Các indenoisoquinolin đã được kiểm tra hoạt tính kháng sinh chống lại các dòng tế bào ung thư ở người tại Viện Ung thư Quốc gia, trong đó hoạt động của mỗi hợp chất được đánh giá với khoảng 55 dòng tế bào ung thư khác nhau Người ta sử dụng giá trị gây độc tế bào GI50 là nồng độ tương ứng với sự ức chế tăng trưởng lên đến 50% MGM (Mean Graph Midpoint) là các giá trị đồ thị trung bình dựa trên tính toán của giá trị GI50 trung bình cho tất cả