Tổng hợp và thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của một số dẫn chất 4 amino 2 arylquinazolin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ THỊ MỪNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 4- AMINO-2-ARYLQUINAZOLIN LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ THỊ MỪNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 4- AMINO-2-ARYLQUINAZOLIN LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC MÃ SỐ: 60720402 Người hướng dẫn khoa học: TS Văn Thị Mỹ Huệ TS Lê Nguyễn Thành HÀ NỘI 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: TS Văn Thị Mỹ Huệvà TS Lê Nguyễn Thành người cô, người thầy tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi động viên em suốt trình thực luận văn Em xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình của: TS Nguyễn Minh Hằng, TS Cao Bích Huệ, ThS Đào Đình Cường, Thạc sỹ Trần Hữu Giáp, Thạc sỹ Nguyễn Anh Dũng, cử nhân Hà Thị Thoa, cử nhân Nguyễn Thị Tú Oanh (Trung tâm nghiên cứu phát triển thuốc - Viện hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam), thầy cô giáo Bộ môn Hóa hữu thầy cô giáo Bộ môn, phòng ban, thư viện - Trường Đại học Dược Hà Nội Mặc dù có nhiều cố gắng hạn chế thời gian, kiến thức tài liệu tham khảo nên luận văn em tránh khỏi sai sót nội dung hình thức, em mong nhận góp ý thầy cô để luận văn em hoàn thiện Cuối cùng, xin cảm ơn bố mẹ, em cảm ơn anh chị, bạn bè động viên, giúp đỡ con/em suốt trình học tập nghiên cứu vừa qua Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2015 Học viên VŨ THỊ MỪNG MỤC LỤC Trang DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN 1.1 DẪN CHẤT 3-ARYLISOQUINOLINAMIN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC 1.1.1 Dẫn chất 3-arylisoquinolinamin 1.1.2 Phát triển khung 3-arylisoquinolinamin thành 4-amino-2-arylquinazolin 1.1.3 Tác dụng chống ung thư dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin 1.2 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 4-AMINO-2- ARYLQUINAZOLIN 1.2.1 Tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin từ dẫn chất benzonitril 1.2.2 Phản ứng tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin M R Yadav ………… CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………………………………………………………… 11 2.1 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, DUNG MÔI 11 2.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 11 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 2.3.1 Phương pháp tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin 11 2.3.2 Phương pháp tinh chế xác định cấu trúc 12 2.3.3 Phương pháp xác định hoạt tính kháng tế bào ung thư 12 Chương THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 15 3.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 15 3.1.1 Tổng hợp dẫn chất trung gian 4-cloro-2-arylquinazolin (2a-g) 15 3.1.2 Tổng hợp 4-azid-2-arylquinazolin (3a-g) 20 3.1.3 Tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin (4a-g) i 25 3.2 THÔNG SỐ HÓA LÝ VÀ DỮ LIỆU PHỔ 30 3.2.1 Thông số hóa lý 30 3.2.2 Số liệu phổ 30 3.3 THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ 35 CHƯƠNG BÀN LUẬN 36 4.1 VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC 36 4.2 VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC 37 4.2.1 Dẫn chất trung gian 4-cloro-2-arylquinazolin (2a-g) 37 4.2.2 Dẫn chất trung gian 4-azid-2-arylquinazolin (3a-g) 37 4.2.3 Dẫn chất trung gian 4-amino-2-arylquinazolin (4a-g) 37 4.3 VỀ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN 47 KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT A549 : Tế bào ung thư phổi 13 : Carbon nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ Hạt C- NMR nhân 13C) CTPT : Công thức phân tử DMF : Dimethylformamid DMSO : Dimethylsulfoxid EtOH : Ethanol HMM : Hexamethylmelamin : Proton nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ proton) H - NMR HPLC : High performance liquid chromatography Hela : Tế bào ung thư tử cung Hep-2 : Tế bào ung thư gan người IR : Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) PTL : Phân tử lượng LU : Tế bào ung thư phổi người MeOH : Methanol MIC : Minimal Inhibitory Concentration (nồng độ ức chế tối thiểu) MS : Mass spectrometry (Phổ khối lượng) OVCAR-8 : Tế bào ung thư buồng trứng SKLM : Sắc ký lớp mỏng tonc : Nhiệt độ nóng chảy WHO : World Health Organization (Tổ chức Y tế giới) iii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU TT Tên bảng Trang Bảng Kết tổng hợp dẫn chất 2a-g 18 Bảng Số liệu phổ 1H-NMR dẫn chất 2a-g 19 Bảng Kết tổng hợp dẫn chất 3a-g 23 Bảng Số liệu phổ 1H-NMR dẫn chất 3a-g 24 Bảng Kết tổng hợp dẫn chất 4a-g 29 Bảng Kết phân tích phổ khối lượng dẫn chất 4a-g 30 Bảng Số liệu phổ IR dẫn chất 4a-g 31 Bảng Số liệu phổ 1H-NMR dẫn chất 4a-g 32 Bảng Số liệu phổ 13C-NMR dẫn chất 4a-g 33 10 Bảng 10 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào 4a-g 34 dòng tế bào ung thư người 11 Bảng 11 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào dẫn chất dòng tế bào ung thư người iv 44 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Tên hình Hình Một số hợp chất 3-arylisoquinolinamin (I) có hoạt tính Trang chống ung thư tốt nghiên cứu Cho cộng Hình Hợp chất chống ung thư isoquinolin (II) (Behren) 3 Hình Một số hợp chất 4-amino-2-phenylquinazolin (III) có tác dụng chống ung thư Hình Cấu trúc hóa học thuốc có chứa nhân quinazolin 5 Hình Hợp chất 7-cloro-2-(4’-methylphenyl)-quinazolin-4-amin (IV) Hình Dẫn chất 6,7-dimethoxyquinazolin (V) nghiên cứu Mange R.Yadav Hình Dẫn chất polyhalogen 4-amino-2-arylquinazolin (VI) nghiên cứu Sheng J Yan Hình Phổ hồng ngoại hợp chất 4c 38 Hình a) Phổ 1H-NMR; b) Phổ 1H-NMR dãn rộng chất 4c 40 10 Hình 10 a) Phổ 13C-NMR; b) Phổ 13C-NMR dãn rộng chất 4c 42 11 Hình 11 Phổ khối lượng (MS) chất 4c 43 v DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ TT Tên sơ đồ Trang Sơ đồ Tổng hợp dẫn chất 3-arylisoquinolinamin 2 Sơ đồ Thiết kế dẫn chất 4-amino-2-aryl-quinazolin dựa phương pháp nhóm đẳng cấu sinh học Sơ đồ Phản ứng tổng hợp dãy 4-aminoquinazolin (Xiaobo Yang et al.) Sơ đồ Phản ứng tổng hợp 4-aminoquinazolin sử dụng lò vi sóng Julio A Seijas cộng Sơ đồ Phản ứng tổng hợp hợp chất quinazolin Majid M Heravi Sơ đồ Sơ đồ tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin M R Yadav Sơ đồ Quy trình tổng hợp hợp chất 4-amino-2-arylquinazolin Sơ đồ Tổng hợp hợp chất imin clorid 2a-g 15 Sơ đồ Tổng hợp hợp chất 3a-g 20 10 Sơ đồ 10 Tổng hợp hợp chất 4a-g 25 vi 15,36 ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư nhóm bệnh liên quan đến bất bình thường trình phát triển, nhân lên tồn tế bào, dẫn đến phát triển không kiểm soát tế bào ung thư hình thành khối u Ung thư vấn đề nghiêm trọng sức khỏe giới Hiện tại, Tổ chức Y tế Thế giới ước tính toàn cầu có khoảng 20 triệu người sống chung với bệnh ung thư, hàng năm giới có khoảng 11 triệu trường hợp mắc ung thư có khoảng triệu người chết ung thư, đứng thứ hai sau bệnh tim mạch nước phát triển [2, 8] Cũng nước giới, số người mắc bệnh ung thư Việt Nam có xu hướng ngày gia tăng Ước tính, năm Việt Nam có 75.000 người chết ung thư [6, 7] Tóm lại, ung thư thách thức đáng ngại sức khỏe kỷ 21 Trong trình tìm kiếm thuốc chống ung thư mới, bên cạnh hợp chất tác dụng lên đích phân tử [1, 3, 6, 23] hợp chất gây độc tế bào ý [8, 23] Một hợp chất nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu dãy hợp chất 3-arylisoquinolinamin có hoạt tính gây độc tế bào thông qua ức chế enzyme topoisomerase mạnh [22] Nhằm tìm kiếm sàng lọc hợp chất có hoạt tính, sử dụng phương pháp phát triển cấu trúc thay đổi nhóm chức, nhóm tương đương sinh học 3-arylisoquinolinamin để tạo nên dãy hợp chất 4-amino-2-arylquinazolin [22, 25] Kết số nghiên cứu cho thấy dẫn chất thể hoạt tính kháng tế bào ung thư tốt [25] Hội nhập với xu hướng nghiên cứu giới việc tìm kiếm dẫn chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư tốt, đề tài: “Tổng hợp thử hoạt tính kháng tế bào ung thư số dẫn chất 4-amino-2arylquinazolin” tiến hành với hai mục tiêu : 1- Tổng hợp số dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin 2- Thử hoạt tính gây độc tế bào dẫn chất tổng hợp số dòng tế bào ung thư 40.656 77.272 77.019 76.764 160.146 158.923 148.672 142.855 137.175 133.994 131.233 129.140 129.066 128.136 127.894 126.332 126.195 125.604 125.188 121.944 113.688 99.629 AQHTNH−CDCl3−C13CPD Current Data Parameters NAME 2GIAP_AQHTNH EXPNO PROCNO F2 − Acquisition Parameters Date_ 20150528 Time 8.33 INSTRUM spect PROBHD mm Multinucl PULPROG zgpg30 TD 65536 SOLVENT CDCl3 NS 128 DS SWH 31446.541 Hz FIDRES 0.479836 Hz AQ 1.0420883 sec RG 32768 DW 15.900 usec DE 6.00 usec TE 300.0 K D1 2.00000000 sec d11 0.03000000 sec DELTA 1.89999998 sec MCREST 0.00000000 sec MCWRK 0.01500000 sec ======== CHANNEL f1 ======== NUC1 13C P1 7.60 usec PL1 0.00 dB SFO1 125.7715724 MHz ======== CHANNEL f2 ======== CPDPRG2 waltz16 NUC2 1H PCPD2 80.00 usec PL2 −3.00 dB PL12 15.24 dB PL13 22.00 dB SFO2 500.1320005 MHz F2 − Processing parameters SI 32768 SF 125.7577973 MHz WDW EM SSB LB 1.00 Hz GB PC 1.00 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 ppm Es i t,]' E E < ]J o o lO g tJ-! a a E O!r @lJ [...]... là 149 mg chất rắn màu vàng Hiệu suất 52% (bảng 1) 1 H-NMR (500MHz, CDCl3),  (ppm): xem phụ lục 7, bảng 2 Bảng 1: Kết quả tổng hợp các dẫn chất 2a-g TT Ký hiệu M (đ.v.c) Hiệu suất (%) Tính chất Tonc 1 2a 26 8, 74 62 chất rắn màu vàng 127 - 128 oC Rf (hexane/EA =8/1) 0,77 2 2b 26 8, 74 47 chất rắn màu vàng 123 -1 24 oC 0,76 3 2c 2 84, 74 50 chất rắn màu vàng 140 - 141 oC 0,73 4 2d 28 2,70 69 chất rắn màu vàng 128 - 129 ... ở 2 dòng tế bào ung thư HCT116 (ung thư đại tràng) và HEY (ung thư buồng trứng) trên ở nồng độ thử nghiệm 10μM chỉ từ 2 - 42 % Năm 20 13, nhóm tác giả Trung quốc Sheng J Yan và cộng sự đã tổng hợp và thử tác dụng độc tế bào của một số hợp chất 2- arylquinazolin -4- amin (VI) với nhiều nhóm thế halogen trên vòng quinazolin Trong các hợp chất đó, hợp chất VIa thể hiện hoạt tính tốt nhất trên 5 dòng tế bào thử. .. Kết quả tổng hợp các dẫn chất 3a-g TT 1 2 3 Ký M hiệu (đ.v.c) 3a 3b 3c 27 5, 12 275, 12 291,31 Hiệu Tính chất Tonc suất (%) 85 72 72 4 3d 29 7 ,27 92 5 3e 29 7 ,27 75 chất rắn màu vàng 149 -150 oC Rf (hexane/EA = 4/ 1) 0,53 nhạt chất rắn màu vàng 1 72- 173 oC 0, 52 nhạt chất rắn màu vàng 183-185 oC 0 ,48 nhạt chất rắn màu vàng 166-167 oC 0,55 nhạt chất rắn màu vàng 180-181 oC 23 0,53 nhạt 6 7 3f 3g 311, 34 chất rắn... nên đã có nhiều phương pháp tổng hợp quinazolin và dẫn chất được công bố trong nhiều tài liệu khác nhau Tuy nhiên mới chỉ có một số nghiên cứu về tổng hợp 4- amino- 2- arylquinazolin 1 .2. 1 Tổng hợp 4- amino- 2- arylquinazolin từ dẫn chất benzonitril Năm 20 09, Xiaobo Yang và cộng sự đã tổng hợp dãy hợp chất 4aminoquinazolin với nguồn nguyên liệu là dẫn chất 2- bromobenzonitril và amidin với xúc tác là CuI,... KB, tế bào ung thư gan - Hep – G2, tế bào ung thư phổi - LU, tế bào ung thư vú - 12 MCE – 7 Phương pháp này hiện đang được áp dụng tại Viện nghiên cứu ung thư quốc gia Mỹ (NCI) 2. 3.3 .2 Dòng tế bào thử nghiệm: Các dòng tế bào ung thư ở người được cung cấp bởi ATCC gồm: - KB (Human epidemic carcinoma) – tê bào ung thư biểu mô - Hep – G2 (Hepatocellular carcinoma) – tế bào ung thư gan - LU (Human lung carcinoma)... SK-MEL -2 (ung thư tế bào hắc tố), và HCT-15 (ung thư đại tràng) Một số hợp chất mới IIIa-c có kết quả gây độc tế bào trên 4 dòng ung thư trên với IC50 nồng độ μM (4- 65μM) [25 ] N N N N N N NH HN NH ( IIIa) (IIIb) (IIIc ) Hình 3: Một số hợp chất thế 4- amino- 2- phenylquinazolin (III) Có tác dụng chống ung thư Trên cơ sở đó, trong nghiên cứu này, các dẫn chất 4- amino- 2- aryl-quinazolin là hợp chất tương... [ 12, 21 ] R1= N(CH3 )2, R2= 3’-OCH3, HCT-15, IC50= 0,015 μM 5' 6' 5 6 7 R1 4 3 1 N2 4' R2 3' 1' 2' (I) NH2 R1= N(CH3 )2, R2= 3’-CH3, HCT-116, IC50= 0, 023 μM R1= CH3, R2= 2 -OCH3, MDA-MB -23 1, IC50= 0, 32 μM R1= CH3, R2= 2 -F, MDA-MB -23 1, IC50= 0, 72 μM R1= CH3, R2= 3’-CH3, MDA-MB -23 1, IC50= 0 ,21 μM Hình 1: Một số hợp chất 3-arylisoquinolinamin (I) có hoạt tính chống ung thư tốt trong nghiên cứu của Cho và. .. 2) 1 3 R1 1 N2 Bioisostere R3 N 2 R2 4 R1 NH 2 R3 N 3 R2 NH 2 3-arylisoquinolinamin 4- amino- 2- arylquinazolin Sơ đồ 2 Thiết kế các dẫn chất 4- amino- 2- arylquinazolin dựa trên phương pháp nhóm thế đẳng cấu sinh học 1.1.3 Tác dụng chống ung thư của dẫn chất 4- amino- 2- arylquinazolin Cấu trúc dị vòng quinazolin được phát hiện nhiều trong hợp chất tự nhiên và được nghiên cứu nhiều trong hóa dược Các dẫn chất. .. cứu và đóng góp thêm vào việc tìm ra các hợp chất mới 4- amino- 2- arylquinazoline có hoạt tính chống ung thư 1 .2 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 4- AMINO- 2ARYLQUINAZOLIN Hiện nay các dẫn chất của quinazolin ngoài việc được ứng dụng làm thuốc còn được sử dụng làm nguyên liệu trong tổng hợp hóa học, trong hóa phân tích và nhiều ứng dụng khác [16, 17, 24 , 27 ] Do tiềm năng ứng dụng đa dạng của các dẫn chất. .. 7cloro -2- (4 -methylphenyl)-quinazolin -4- amin có tác dụng khá tốt trên ba dòng tế bào MCF-7 (ung thư vú), HELA (ung thư cổ tử cung), Hep-G2 dòng (ung thư gan) với nồng độ IC50 tương ứng là 3.76; 3,56 và 14, 5 μg/mL [16] Me N N Cl NHR (IV) Hình 5 Hợp chất 7-cloro -2- (4 -methylphenyl)-quinazolin -4- amin (IV) Năm 20 12, Mange R Yadav và cộng sự đã báo cáo về việc tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư của các dẫn ... có hoạt tính kháng tế bào ung thư tốt, đề tài: Tổng hợp thử hoạt tính kháng tế bào ung thư số dẫn chất 4-amino-2arylquinazolin” tiến hành với hai mục tiêu : 1- Tổng hợp số dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin. .. hoạt tính kháng tế bào ung thư Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư dẫn chất tổng hợp theo phương pháp MTT phép thử độ độc tế bào chuẩn nhằm sàng lọc, phát chất có khả kìm hãm phát triển diệt tế. .. tăng hoạt tính chống ung thư dãy hợp chất Như vậy, dãy hợp chất 3-arylisoquinolinamin chất có tiềm kháng ung thư nhiều nhà khoa học giới quan tâm nhằm tìm hợp chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư