M. Van der Mey và cộng sự đã tổng hợp và khảo sát tính chất dược lý của các dẫn chất cisphthalazinone có tác dụng ức chế chọn lọc cao PDE4 để trị hen suyển và viêm đa khớp dạng thấp. Chúng tôi đã tổng hợp được một số dẫn chất này bằng quy trình đơn giản qua hai giai đọan. Acid cis2benzoylcyclohex4en carboxylic và acid cis2benzoylcyclohexan carboxylic được tổng hợp từ phản ứng giữa ciscyclohexan1,2dicarboxylic anhydrid hoặc ciscyclohexen1,2dicarboxylic anhydrid với các dẫn chất của benzen. Năm dẫn chất cishexahydro và tetrahydrophthalazinon được tổng hợp từ phản ứng đóng vòng giữa acid cis2benzoylcyclohexan carboxylic và acid cis2benzoylcyclohex4en carboxylic với hidrazin hydrat.
TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT CIS-PHTHALAZINON CÓ TIỀM NĂNG ỨC CHẾ MẠNH PHOSPHODIESTERASE (PDE4) Tác giả: ĐẶNG VĂN TỊNH, PHẠM LÝ MINH THƯ Cơ quan công tác: Khoa Dược Đại học Y Dược TP HCM Điện thoại cá nhân: 7308650 – 0909382233 TÓM TẮT M Van der Mey cộng tổng hợp khảo sát tính chất dược lý dẫn chất cis-phthalazinone có tác dụng ức chế chọn lọc cao PDE4 để trị hen suyển viêm đa khớp dạng thấp Chúng tổng hợp số dẫn chất quy trình đơn giản qua hai giai đọan Acid cis-2-benzoylcyclohex-4-en carboxylic acid cis-2-benzoylcyclohexan carboxylic tổng hợp từ phản ứng ciscyclohexan-1,2-dicarboxylic anhydrid cis-cyclohexen-1,2-dicarboxylic anhydrid với dẫn chất benzen Năm dẫn chất cis-hexahydro- tetrahydrophthalazinon tổng hợp từ phản ứng đóng vòng acid cis-2benzoylcyclohexan carboxylic acid cis-2-benzoylcyclohex-4-en carboxylic với hidrazin hydrat SYNTHESIS OF CIS-PHTHALAZINONES WITH POTENTIAL FOR HIGH PHOSPHODIESTERASE INHIBITORY ACTIVITY Dang Van Tinh and Pham Ly Minh thu School of Pharmacy,University of Medicine and Pharmacy at Hochiminh city ABSTRACT M Van der Mey et al reported the synthesis and pharmacological investigation of cis-phthalazinones with high PDE4 inhibitory activity for the treatment of acute and chronic inflammatory diseases such as rheumatoid and asthma We have developed practically useful procedure for the syntheses of several cisphthalazinones The racemic cis-2-benzoylcyclohex-4-en carboxylic acid and cis2-benzoylcyclohexan carboxylic acid were prepared by a Friedel-Craft reaction between benzene derivatives and cis-cyclohexan- and cyclohexene-1,2- dicarboxylic anhydride in the presence of aluminum chloride Then, five compounds, cis-hexahydro- and tetrahydrophthalazinones, were synthesized directly from the corresponding racemic cis-2-benzoylcyclohex-4-en carboxylic acid and cis-2-benzoylcyclohexan carboxylic acid with hydrazine monohydrate by intramolecular condensation ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, bệnh hen suyễn viêm khớp dạng thấp bệnh phổ biến nước nhiệt đới Trên giới, bệnh viêm khớp dạng thấp chiếm tỷ lệ 6% nữ 2% nam giới Còn bệnh hen suyễn, có tiến điều trị, tỷ lệ mắc bệnh tử vong hen suyễn có dấu hiệu tăng cao suốt thập kỷ qua [1] Gần đây, nhà khoa học phát dẫn xuất cis-phthalazinon có tác dụng ức chế chọn lọc hiệu phosphodiesterase (PDE), đặc biệt PDE4 Qua thử nghiệm in vivo in vitro, tác dụng điều trị bệnh hen suyễn viêm khớp dạng thấp hợp chất tốt mà không gây tác dụng phụ [2-6] Quy trình tổng hợp dẫn xuất cis-tetrahydro- cis-hexahydrophthalazinon có tác dụng ức chế mạnh PDE4 thực phản ứng ngưng tụ đóng vòng dẫn xuất acid cis-2-benzoylcyclohex-4-en carboxylic acid cis-2benzoylcyclohexan carboxylic với hydrazin monohydrat Tiếp nối kết qủa nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất acid cis-2-benzoylcyclohex-4-en carboxylic acid cis-2-benzoylcyclohexan carboxylic năm trước [6], tập trung nghiên cứu đề tài “TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT CIS-PHTHALAZINON CÓ TIỀM NĂNG ỨC CHẾ MẠNH PHOSPHODIESTERASE (PDE4)” với hy vọng góp phần vào việc phát triển dẫn xuất cis-phthalazinon có tác dụng ức chế phosphodiesterase hiệu qủa chọn lọc qui mơ phòng thí nghiệm ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU H O O H2N NH2 H H EtOH, reflux H O O H COOH N H N H O Quy trình tổng hợp dẫn xuất phthalazinon từ nguyên liệu ban đầu anhydrid cis-1,2-cyclohexan dicarboxylic (hoặc anhydrid cis-1,2-cyclohex-4-en dicarboxylic) dẫn chất benzen thích hợp, sử dụng phương pháp: acyl hoá Friedel-Crafts, kết nối trung gian n-BuLi, phản ứng Grignard tạo ceto acid tương ứng Sự ngưng tụ ceto acid với hydrazin monohydrat tạo dẫn xuất 4-catechol rac-cis-4a,5,6,7,8,8a-hexahydro-2H-phthlazinon (hoặc rac-cis-4a,5,8,8a-tetrahydro-2H-phthalazinon) Sau đó, cis-phthalazinon khử proton alkyl hoá với alkyl halogen chọn lọc tạo chất tương ứng N-alkyl-4-aryl phthalazinon KẾT QUẢ Phổ hồng ngọai đo máy FTIR 8201 Shimadzu khoa Dược, Đại học Y Dược TP HCM, dùng kỷ thuật dập viên KBr Phổ cộng hưởng từ hạt nhân đo máy Asia Bruker 500 MHz Viện Hóa Học Việt Nam, dung môi đo CDCl Khối phổ đo máy sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS HP-6890 khoa Hoá, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP HCM Tổng hợp rac-cis-4-(3,4-diethoxyphenyl)-hexahydro-2H-phthalazinon (2) : 1.1 Phương trình phản ứng: C2H5O C2H5O EtOH, reflux C2H5O O H H2N NH2 H H COOH C2H5O H N N H O 1.2 Cách tiến hành: Cho (3,21 gam, 10 mmol) hydrazin monohydrat (8 ml) vào bình cầu chứa sẵn 30 ml EtOH tuyệt đối Tiến hành đun hồi lưu 80 oC Hỗn hợp thu sau phản ứng gồm phần: phần dung dịch (M) phần tủa màu trắng (N) Lọc lấy riêng tủa, đem cô quay phần dung dịch đến cắn Hồ tủa cắn thu vào CHCl 3, tiến hành chấm sắc ký lớp mỏng, đồng thời chấm thêm vết nguyên liệu để so sánh, với hệ dung môi khai triển hệ hệ Soi UV, nhận thấy phần tủa có vết nhất, phần dung dịch cho vết Do đó, sơ kết luận phần tủa tương đối tinh khiết Phần cắn thu sau quay cho hòa tan ethylacetat Rửa dịch chiết nước cất Sau đó, chiết tiếp với NaHCO 10 %, HCl 5% Thu dịch chiết vào bình nón, làm khan MgSO4 Cơ quay dịch chiết loại hết dung môi, thu cắn vàng Đun nóng, hồ tan cắn EtOH Cho sản phẩm kết tinh từ từ, xuất tinh thể trắng hình kim Kết tinh xong, lọc lấy tủa Sấy khơ tủa Hồ tan tủa CHCl 3, chấm sắc ký so sánh với tủa (N), hệ dung môi khai triển Nhận thấy tủa vết vết ngang với vết tủa (N) Đã thu chất tương đối tinh khiết Gộp chung phần tủa, cân tủa, tính hiệu suất :thu 2,53g , hiệu suất: 80 % 1.3 Các phương pháp xác định cấu trúc : 1.3.1 Nhiệt độ nóng chảy : Mp = 155-157 oC 1.3.2 Sắc ký lớp mỏng : Rf sản phẩm qua hệ dung môi cho vết 1.3.3 Phổ hồng ngoại: IR (KBr) : 3228, 1676, 1600 cm-1 1.3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân : Mẫu Chuyển dịch hóa học (ppm) 8,53 Số proton Số đỉnh s Vị trí proton -NH 7,42 ( 4J= 2,0 Hz) d Ar-H-2 7,19-7,17 ( 3J= 8,5; 4J= Hz) dd Ar-H-6 6,85-6,87 ( 3J= 8,0 Hz) d Ar-H-5 4,10-4,16 m -OCH2 3,08-3,13 m H-8a 2,74 m H-8’ 2,54-2,56 m H-4a 1,45-2,04 13 m H-5, H-6, H-7, H-8, CH3 1.3.5 Khối phổ : • Cơng thức phân tử dự kiến: C18H24O3N2 Kết khối phổ đo được: M = 316 Tổng hợp rac-cis-4-(4-methoxyphenyl)-4a,5,6,7,8,8a-hexahydro-2H- phthalazinon: (4) 2.1 Phương trình phản ứng: H3CO H3CO H2N NH2 H H EtOH, reflux O H COOH H N N H O 2.2 Cách tiến hành: Tương tự tổng hợp , Tinh thể màu trắng, hình khối Hiệu suất : 60% 2.3 Các phương pháp xác định cấu trúc : 2.3.1 Nhiệt độ nóng chảy : Mp = 158-160 oC 2.3.2 Sắc ký lớp mỏng : Rf vết sản phẩm qua hệ dung môi cho vết 2.3.3 Phổ hồng ngoại: IR (KBr) : 3224, 1678, 1596 cm-1 2.3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân : Mẫu Chuyển dịch hóa học (ppm) 8,92 Số proton Số đỉnh s Vị trí proton -NH 7,69-7,71 m Ar-H-2, Ar-H-6 6,91-6,94 m Ar-H-3, Ar-H-5 3,84 s -OCH3 3,08-3,13 m H-8a 2,74-2,75 m H-8’ 2,55-2,57 m H-4a 1,33-1,85 m H-5, H-6, H-7, H-8 2.3.5 Khối phổ : Công thức phân tử dự kiến: C15H18O2N2 Kết khối phổ đo được: M= 258 Tổng hợp rac-cis-4-phenyl-4a,5,6,7,8,8a-hexahydro-2H-phthalazinon (6): 3.1 Phương trình phản ứng: H H2N NH2 H EtOH, reflux H N H COOH O N H O 3.2 Cách tiến hành: Tương tự tổng hợp 2, Tinh thể màu trắng, hình khối Hiệu suất : 86% 3.3 Các phương pháp xác định cấu trúc : 3.3.1 Nhiệt độ nóng chảy : Mp = 171-173 oC 3.3 Sắc ký lớp mỏng : Rf sản phẩm qua hệ dung môi cho vết 3.3.3 Phổ hồng ngoại: IR (KBr) : 3207, 1668, 1610 cm-1 3.3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân : Mẫu Chuyển dịch hóa học (ppm) Số proton Số đỉnh Vị trí proton 8,83 s -NH 7,73-7,77 m Ar-H-2, Ar-H-6 7,37-7,43 m Ar-H-3,Ar-H-4,Ar-H-5 3,14-3,17 m H-8a 2,75-2,77 m H-8’ 2,53-2,57 m H-4a 1,51-1,85 m H-5, H-6, H-7, H-8 3.3.5 Khối phổ : Công thức phân tử dự kiến: C14H16ON2 Kết khối phổ đo được: M = 228 Tổng hợp rac-cis-4-(3,4-diethoxyphenyl)-4a,5,8,8a-tetrahydro-2H- phthalazinon ( 8): 4.1 Phương trình phản ứng : C2H5O C2H5O EtOH, reflux C2H5O O H H2N NH2 H C2H5O H N H COOH N H O 4.2 Cách tiến hành: Tương tự tổng hợp 2, Tinh thể trắng, hình khối Hiệu suất : 88% 4.3 Các phương pháp xác định độ tinh khiết : 4.3.1 Nhiệt độ nóng chảy : Mp = 148-150 oC 4.3.2 Sắc ký lớp mỏng : Rf sản phẩm qua hệ dung môi cho vết 4.3.3 Các phương pháp xác định cấu trúc : 4.3.3.1 Phổ hồng ngoại: IR (KBr) : 3228, 1678, 1595 cm-1 4.3.3.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân : Mẫu Chuyển dịch hóa học (ppm) 8,65 Số proton Số đỉnh s Vị trí proton -NH 7,44 ( 4J= 2,0 Hz) d Ar-H-2 7,20-7,22 ( 3J= 8,5 Hz; 4J= Hz) dd Ar-H-6 6,86-6,87 ( 3J= 8,5Hz) d Ar-H-5 5,69-5,79 m -CH=CH- 4,10-4,16 m -OCH2 3,35-3,39 m H-8a 2,96-3,00 m H-8’ 2,81-2,84 m H-4a 2,19-2,24 m H-5, H-8 1,24-1,48 m 2X-CH3 4.3.3.3 Khối phổ : Công thức phân tử dự kiến: C18H22O3 N2 Kết khối phổ đo được: M = 314 Tổng hợp rac-cis-4-(4-methoxyphenyl)-4a,5,8,8a-tetrahydro-2H- phthalazinon (10): 5.1 Phương trình phản ứng: H3CO H3CO H2N NH2 H H EtOH, reflux O H COOH H N N H O 10 5.2 Cách tiến hành: Tương tự tổng hợp 2, Tinh thể trắng, hình kim Hiệu suất : 80% 5.3 Các phương pháp xác định độ tinh khiết : 5.3.1 Nhiệt độ nóng chảy : Mp = 205-207 oC 5.3 Sắc ký lớp mỏng : Rf sản phẩm qua hệ dung môi cho vết 5.3.3 Các phương pháp xác định cấu trúc: 5.3.31 Phổ hồng ngoại: IR (KBr) : 3225, 1681, 1608 cm-1 5.3.3.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân : Mẫu 10 Chuyển dịch hóa học (ppm) 8,81 Số proton Số đỉnh s Vị trí proton -NH 7,71-7,74 m Ar-H-2,Ar-H-6 6,92-6,95 m Ar-H-3,Ar-H-5 5,69-5,79 m -CH=CH- 3,84 s -OCH3 3,35-3,40 m H-8a 2,97-3,01 m H-8’ 2,82-2,84 m H-4a 2,19-2,25 m H-5,H-8 5.3.3.3 Khối phổ : Công thức phân tử dự kiến: C15H16O2N2 Kết khối phổ đo được: M = 256 KẾT LUẬN Với phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, tốn thời gian, tổng hợp : - Các dẫn xuất acid cis-2-benzoylcyclohexan carboxylic dẫn xuất acid cis-2-benzoyl cyclohex-4-en carboxylic để làm nguyên liệu tổng hợp phthalazinon - Ba dẫn xuất rac-cis-4a,5,6,7,8,8a-hexahydro-2H-phthalazinon - Hai dẫn xuất rac-cis-4a,5,8,8a-tetrahydo-2H-phthalazinon - Từ dẫn xuất cis-hexahydro-2H-phthalazinon dẫn xuất cistetrahydro-2H-phthalazinon tiến hành phản ứng tổng hợp dẫn xuất cis-Ncycloheptyl-phthlazinon dẫn xuất cis-N-benzyl-phthalazinon tương ứng thể hoạt tính cao TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 [1] M.Van der Mey, A Hatzelmann, I J Van der Laan, G J Sterk, U.Thibaut, H Timmerman, Novel selective PDE4 inhibitors synthesis, structure-activity relationships, and molecular modeling of 4-(3,4dimethoxyphenyl)-2H-phthalazi-1-ones and analogues, J Med Chem., 44, 2511-2522 (2001) [2] M Van der Mey, A Hatzelmann, I J Van der Laan, G J Sterk, U.Thibaut, W R Ulrich, H Timmerman, Novel selective PDE4 inhibitors synthesis, structure-activity relationships of 4-aryl-substituted cis-tetraand cis-hexahydrophthalazinones, J Med Chem., 44, 2523-2535 (2001) [3] M Van der Mey, H Boss, A Hatzelmann, I J Van der Laan, G J Sterk, H Timmerman, Novel selective PDE4 inhibitors in vivo antiinflammatory activity of a new series of N-substituted cis-tetra-and cishexahydrophthalazinones, J Med Chem., 45, 2520-2525 (2002) [4] M Van der Mey, H Boss, D Couwenberg, A Hatzelmann, G J Sterk, K Goubitz, H Schenk, H Timmerman, Novel selective PDE4 inhibitors resolution, absolute configuration, and PDE4 inhibitory activity of cis-tetraand cis-hexahydrophthalazinones J Med Chem., 45, 2526-2533 (2002) [5] M Van der Mey, K M Bommelé, H Boss, A Hatzelmann, G J Sterk, M V Slingerland, H Timmerman, Synthesis and structure-activity relationship of cis-tetrahydrophthalazinones/pyridazinone hybrids : anovel series of potent dual PDE3/PDE4 inhibitory agents, J Med Chem., 46, 2008-2016 (2003) [6] T V Dang, C K Jin, M Miyamoto, Y Ikee, T Masuda, S Sano, M Shiro, and Y Nagao, Practical synthesis of new chiral cis-phthalazinones with potential for high phosphodiesterase (PDE4) inhibitory activity, Heterocycles, 10, 68 (2006) 11 ... Van der Mey cộng tổng hợp khảo sát tính chất dược lý dẫn chất cis-phthalazinone có tác dụng ức chế chọn lọc cao PDE4 để trị hen suyển viêm đa khớp dạng thấp Chúng tổng hợp số dẫn chất quy trình... DẪN CHẤT CIS-PHTHALAZINON CÓ TIỀM NĂNG ỨC CHẾ MẠNH PHOSPHODIESTERASE (PDE4) với hy vọng góp phần vào việc phát triển dẫn xuất cis-phthalazinon có tác dụng ức chế phosphodiesterase hiệu qủa chọn... cứu tổng hợp dẫn xuất acid cis-2-benzoylcyclohex-4-en carboxylic acid cis-2-benzoylcyclohexan carboxylic năm trước [6], tập trung nghiên cứu đề tài “TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT CIS-PHTHALAZINON CÓ TIỀM