Tổng hợp một số n hydroxypentanamid mang khung 1 (triazol 4 YL) methylindolin 2 on hướng tác dụng kháng ung thư

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -  - BÙI ĐỨC TÙNG MÃ SINH VIÊN: 1201678 TỔNG HỢP MỘT SỐ N-HYDROXYPENTANAMID MANG KHUNG 1-(TRIAZOL-4-YL) METHYLINDOLIN-2-ON HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2017 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -  - BÙI ĐỨC TÙNG MÃ SINH VIÊN: 1201678 TỔNG HỢP MỘT SỐ N-HYDROXYPENTANAMID MANG KHUNG 1-(TRIAZOL-4-YL) METHYLINDOLIN-2-ON HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: NCS Đỗ Thị Mai Dung Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Dược HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực đề tài với nhiều cố gắng, thời điểm hoàn thành khóa luận lúc tơi xin phép bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến người dạy dỗ, hướng dẫn, giúp đỡ động viên suốt thời gian qua Lời đầu tiên, xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Nguyễn Hải Nam NCS Đỗ Thị Mai Dung - Bộ mơn Hóa Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội, người thầy trực tiếp hướng dẫn tận tình bảo tơi thời gian thực khóa luận Tơi 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, Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Khoa Hóa - trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa Dược - trường Đại học Quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho thực khóa luận tốt nghiệp Tơi xin bày tỏ tình cảm thân thương đến anh chị, bạn em nhóm tổng hợp mơn Hố Dược đồng hành, giúp đỡ tơi thời gian thực đề tài Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn đến bạn Dương Tiến Anh, bạn Nguyễn Minh Tuấn người chia sẻ buồn vui, giúp đỡ nhiều suốt thời gian nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đặc biệt ý nghĩa đến gia đình tơi, cảm ơn bố mẹ yêu thương, che chở, tha thứ cho con, anh cảm ơn em trai bên cạnh anh suốt thời gian qua Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2017 Sinh viên Bùi Đức Tùng MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Histon deacetylase (HDAC) 1.1.1 Khái niệm hoạt động HDAC 1.1.2 Phân loại HDAC .2 1.1.3 Cấu trúc HDAC 1.2 Các chất ức chế histon deacetylase (HDACi) 1.2.1 Cấu trúc HDACi 1.2.2 Tác dụng HDACi 1.2.3 Ứng dụng HDACi 1.3 Một số hướng nghiên cứu tổng hợp chất HDACi 1.3.1 Hướng ức chế chọn lọc .9 1.3.2 Hướng ức chế kép (dual inhibitors) 11 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị .16 2.1.1 Hóa chất 16 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ .16 2.2 Nội dung nghiên cứu 17 2.2.1 Tổng hợp hóa học 17 2.2.2 Thử tác dụng sinh học dẫn chất tổng hợp 17 2.3 Phương pháp nghiên cứu 17 2.3.1 Tổng hợp hóa học 17 2.3.2 Thử tác dụng sinh học .18 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20 3.1 Hóa học 20 3.1.1 Tổng hợp hóa học 20 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết .29 3.1.3 Xác định cấu trúc 30 3.2 Thử hoạt tính sinh học 35 3.2.1 Thử tác dụng ức chế HDAC 35 3.2.2 Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư in vitro 35 3.3 Bàn luận 36 3.3.1 Tổng hợp hóa học 36 3.3.2 Khẳng định cấu trúc 38 3.3.3 Thử hoạt tính sinh học 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon (Carbon-13 nuclear magnetic resonance) H-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) AcOH : Acid acetic ADN : Acid desoxyribonucleic ADP : Adenosine diphosphate ARN : Acid ribonucleic AsPC-1 : Dòng tế bào ung thư tuyến tụy người d : Vạch đôi phổ NMR (Doublet) DCM : Dicloromethan dd : Vạch chẻ đôi lần phổ NMR (Doublet of doublet) DMF : Dimethylformamid DMSO : Dimethylsulfoxid DMSO-d6 : Dimethylsulfoxid deuteri hóa EGFR : Yếu tố tăng trưởng (Epidermal growth factor receptor) ESI : Ion hóa phun bụi điện tử (Electrospray ionization) FBS : Huyết bào thai bò (Fetal bovine serum) FDA : Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Mỹ (U.S Food and Drug Administration) FOXP3 : Gen forkhead box P3 h : Giờ H (%) : Hiệu suất HAT : Histon acetyltransferase HDAC : Histon deacetylase HDACi : Các chất có tác dụng ức chế HDAC (Histon deacetylase inhibitors) HDLP : Protein giống HDAC (Histone deacetylase-like protein) HeLa : Dòng tế bào phân lập từ tế bào ung thư cổ tử cung HER : Yếu tố tăng trưởng (Human epidermal growth factor receptor) HMGR : Enzym hydroxymethylglutaryl coenzym reductase IC50 : Nồng độ ức chế 50% (The half maximal inhibitory concentration) IR : Hồng ngoại (Infrared) J : Hằng số ghép cặp phổ NMR KRIBB : Viện nghiên cứu Sinh học Công nghệ sinh học Hàn Quốc (Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology) m : Đa vạch phổ NMR (Multiplet) MeCN : Acetonitril MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng (Mass spectrometry) + NAD : Nicotinamid adenin dinucleotid NCI-H23 : Dòng tế bào ung thư phổi người NSCLC : Ung thư phổi không tế bào nhỏ (Non-Small Cell Lung Cancer) PC-3 : Dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến tiền liệt người Rf : Hệ số lưu giữ TLC RPMI : Môi trường nuôi cấy tế bào s : Vạch đơn phổ NMR (Singlet) SIRT : Sirtuin SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic SRG : Nhóm nhận diện bề mặt (Surface recognition group) SW620 : Dòng tế bào ung thư đại tràng người t : Vạch ba phổ NMR (Triplet) td : Vạch chẻ đôi ba lần phổ NMR (Triplet of doublet) tºnc : Nhiệt độ nóng chảy TLC : Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) TMS : Tetramethylsilan TSA : Trichostatin A UV : Tử ngoại (Ultraviolet) VPA : Valproic acid ZBG : Nhóm kết thúc gắn kẽm (Zinc binding group) δ (ppm) : Độ dịch chuyển hóa học (phần triệu) phổ NMR ν : Dao động hóa trị phổ IR DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Chỉ số lý hóa hiệu suất tổng hợp acid hydroxamic từ ester 29 Bảng 3.2 Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy (tonc) dẫn chất VIa-d 30 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ IR dẫn chất VIa-d 31 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ MS dẫn chất VIa-d 32 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ 1H-NMR dẫn chất VIa-d 33 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ 13C-NMR dẫn chất VIa-d 34 Bảng 3.7 Kết thử tác dụng ức chế HDAC dẫn chất VIa-d 35 Bảng 3.8 Kết thử hoạt tính kháng tế bào ung thư dẫn chất VIa-d 36 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Phân nhóm HDAC Hình 1.2 Chất liên kết với HDAC-2 Hình 1.3 Cấu trúc số chất ức chế HDAC Hình 1.4 Các chất ức chế HDAC topoisomerase 11 Hình 1.5 Các chất ức chế HDAC thụ thể androgen/oestrogen 12 Hình 1.6 Các chất ức chế HDAC tyrosin kinase 13 Hình 1.7 Các chất ức chế HDAC tạo NO 14 Hình 1.8 Các chất ức chế kép khác 15 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp chung 20 Sơ đồ 3.2 Quy trình tổng hợp chất II 20 Sơ đồ 3.3 Quy trình tổng hợp chất IVa 21 Sơ đồ 3.4 Quy trình tổng hợp chất Va 22 Sơ đồ 3.5 Quy trình tổng hợp dẫn chất VIa 23 Sơ đồ 3.6 Cơ chế phản ứng Click dùng xúc tác CuI theo Hein cộng 37 Sơ đồ 3.7 Cơ chế phản ứng tạo thành VIa-d 38 ĐẶT VẤN ĐỀ Gần chất ức chế HDAC lên liệu pháp điều trị ung thư tiềm Lý việc phát triển chất ức chế HDAC (và tác nhân sửa đổi nhiễm sắc thể khác) phương pháp chống ung thư xuất phát từ việc hiểu rõ biến đổi gen, thay đổi ngoại gen enzym HDAC làm thay đổi kiểu hình biểu gen, làm rối loạn cân nội mơ từ góp phần làm cho ung thư ngày phát triển Hiện nhiều chất ức chế HDAC chấp thuận đơn trị liệu kết hợp với liệu pháp chống ung thư khác, ví dụ như: vorinostat (SAHA, Zolinza®), romidepsin (Istodax®), belinostat (Beleodaq®), panobinostat (Farydax®), nhiều thử nghiệm lâm sàng đánh giá ảnh hưởng chất ức chế HDAC huyết học khối u ác tính tiến hành rộng rãi Theo hướng đó, nhóm nghiên cứu mơn Hóa Dược, trường Đại học Dược Hà Nội thiết kế, tổng hợp, thử hoạt tính cơng bố nhiều dãy chất dẫn xuất acid hydroxamic hướng ức chế HDAC có hoạt tính kháng tế bào ung thư có tiềm GS.TS Nguyễn Hải Nam cộng sử dụng khung 2-oxoindolin 1,2,3-triazol làm nhóm nhận diện bề mặt cho kết ức chế HDAC đáng mong đợi [1, 3, 25, 36, 42] Dựa sở này, tiếp tục thiết kế dẫn chất mang khung 1-(triazol4-yl)methylindolin-2-on tiến hành đề tài: “Tổng hợp số N-hydroxypentanamid mang khung 1-(triazol-4-yl)methylindolin-2-on hướng tác dụng kháng ung thư” với hai mục tiêu: Tổng hợp N-hydroxy-5-(4-((3-(hydroxyimino)-2-oxoindolin-1-yl)methyl)1H-1,2,3-triazol-1-yl)pentanamid dẫn chất Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư in vitro tác dụng ức chế HDAC chất tổng hợp Phụ lục 12: Phổ 1H-NMR VId Phụ lục 12: Phổ 1H-NMR VId (mở rộng) Phụ lục 12: Phổ 1H-NMR VId (mở rộng) Phụ lục 13: Phổ 13C-NMR VIa Phụ lục 13: Phổ 13C-NMR VIa (mở rộng) Phụ lục 13: Phổ 13C-NMR VIa (mở rộng) Phụ lục 14: Phổ 13C-NMR VIb Phụ lục 14: Phổ 13C-NMR VIb (mở rộng) Phụ lục 14: Phổ 13C-NMR VIb (mở rộng) Phụ lục 15: Phổ 13C-NMR VIc Phụ lục 15: Phổ 13C-NMR VIc (mở rộng) Phụ lục 15: Phổ 13C-NMR VIc (mở rộng) Phụ lục 16: Phổ 13C-NMR VId Phụ lục 16: Phổ 13C-NMR VId (mở rộng) Phụ lục 17: Kết thử hoạt tính sinh học chất VIa-d Ghi chú: Chất 49A = Chất VIa; Chất 49B = Chất VIb; Chất 49C = Chất VIc; Chất 49D = Chất VId ... 1- (triazol4 -yl )methylindolin- 2- on ti? ?n hành đề tài: ? ?Tổng hợp số N- hydroxypentanamid mang khung 1- (triazol- 4- yl )methylindolin- 2- on hướng tác dụng kháng ung thư? ?? với hai mục tiêu: Tổng hợp N- hydroxy-5- (4- ((3-(hydroxyimino) -2- oxoindolin -1- yl)methyl)1H -1, 2, 3-triazol -1- yl)pentanamid... TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ N? ??I -  - BÙI ĐỨC TÙNG MÃ SINH VI? ?N: 12 016 78 TỔNG HỢP MỘT SỐ N- HYDROXYPENTANAMID MANG KHUNG 1- (TRIAZOL- 4- YL) METHYLINDOLIN- 2- ON HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ KHÓA LU? ?N. .. 14 2, 71 (C3’’), 14 1,57 (C5’’); 14 1,38 (C4’); 13 1 , 42 (C7’’); 12 6,59 (C9’’); 5-Cl 12 6 , 14 (C5’); 12 3, 31 (C8’’); 11 6 ,44 (C4’’); 11 1 ,29 (C6’’); 49 ,09 (C6’); 34, 84 (C5); 31, 53 (C2); 29 ,22 (C4); 22 ,06