Tổng hợp và thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của một số dẫn chất acylhydrazon mang khung 4(3h) quinazolinon

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI CAO THỊ CẨM NHUNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT ACYLHYDRAZON MANG KHUNG 4(3H)-QUINAZOLINON LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI CAO THỊ CẨM NHUNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT ACYLHYDRAZON MANG KHUNG 4(3H)-QUINAZOLINON LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC MÃ SỐ: 8720202 Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Phương Thảo GS.TS Nguyễn Hải Nam HÀ NỘI 2018 LỜI CẢM ƠN Trước trình bày nội dung đề tài, tơi xin phép bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành đến người bên cạnh, hỗ trợ động viên tơi hồn thành cách tốt luận văn Lời cảm ơn đầu tiên, xin gửi tới GS.TS Nguyễn Hải Nam,TS Trần Phương Thảo - Bộ mơn Hóa Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội, người thầy đáng kính tận tình hướng dẫn dìu dắt tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy 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 Cơng nghệ Việt Nam, Khoa Hóa -Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa Dược - Đại học Quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc giúp đỡ tạo điều kiện giúp tơi hồn thành tốt luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, bạn nhóm nghiên cứu Bộ mơn Hóa Dược, đặc biệt em Lê Công Trực, Cao Việt Phương người ln quan tâm, động viên, khích lệtơi suốt trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 01 tháng 04 năm 2018 Học viên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Chương TỔNG QUAN 1.1 ACYLHYDRAZON VÀ DẪN CHẤT 1.1.1 Cấu trúc 1.1.2 Tác dụng sinh học 1.2.3 Phương pháp tổng hợp 1.2 4(3H)-QUINAZOLINON VÀ DẪN CHẤT 1.2.1 Cấu trúc 1.2.2 Tác dụng sinh học 1.2.3 Phương pháp tổng hợp 12 Chương NGUYÊN VẬT 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 hoạt tính gây độc tế bào ung thư 18 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.3.1 Tổng hợp hóa học 18 2.3.2 Thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư 20 2.2.3 Nhận xét mối liên quan cấu trúc tác dụng đánh giá mức độ giống thuốc dẫn chất tổng hợp 21 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 22 3.1 HÓA HỌC 22 3.1.1 Tổng hợp hóa học 22 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 38 3.1.3 Khẳng định cấu trúc 39 3.2 THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ IN VITRO 49 3.3 SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ GIỐNG THUỐC 52 Chương BÀN LUẬN 54 4.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 54 4.2 KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC 55 4.2.1 Phổ hồng ngoại 55 4.2.2 Phổ khối lượng 56 4.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 57 4.3 HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT A549 Lung carcinoma cell line (Dòng tế bào ung thư phổi) 13 C-NMR 13 H- NMR 1 2D-NMR C nuclear magnetic resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân 13C) H nuclear magnetic resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân 1H) Two-dimensional nuclear magnetic resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân chiều) Bcap37 Human breast cancer cell line (Dòng tế bào ung thư vú người) BGC-823 Human gastric cancer cell line (Dòng tế bào ung thư dày người) Bel7402 Human hepatoma cell line (Dòng tế bào ung thư gan người) DCM Dichloromethane DMA N,N-dimethylacrylamide DMSO-d6 Dimethyl sulfoxide deuteri hóa DNA Deoxyribonucleic acid EtOH Ethanol FDA Food and Drug Administration (Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ) H% Hiệu suất HIV Human immunodeficiency virus HL-60 Human promyelocytic leukemia cell (Tế bào ung thư bạch cầu) IC50 Inhibitory concentration 50% (Nồng độ ức chế 50% phát triển tế bào) IR Infrared (Phổ hồng ngoại) KB Human epidemic carcinoma (Dòng tế bào ung thư biểu mơngười) MDA-MB-231 Human breast cancer cell line (Dòng tế bào ung thư vú người) MeOH Methanol MIC Minimum inhibitory concentration (Nồng độ ức chế tối thiểu) MTT 3-[4,5-dimethylthiazole-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide MS Mass spectrometry (Phổ khối lượng) NOE Nuclear Overhauser effect NOESY Nuclear Overhauser effect spectroscopy tonc Nhiệt độ nóng chảy TEA Triethylamine THF Tetrahydrofuran DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Một số 4(3H)-quinazolinon dùng làm thuốc thị trường [45] 11 Bảng 3.1 Chỉ số hóa lý hiệu suất tổng hợp dẫn chất Va-m 37 Bảng 3.2 Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy dẫn chất Va-m 38 Bảng 3.3 Số liệu phân tích phổ IR số dẫn chất Va-m 40 Bảng 3.4 Số liệu phân tích phổ khối lượng dẫn chất Va-m 41 Bảng 3.5 Số liệu phân tích phổ 1H-NMR dẫn chất Va-m 42 Bảng 3.6 Số liệu phân tích phổ 13C-NMR dẫn chất Va-m 46 Bảng 3.7 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào in vitro chất tổng hợp dòng tế bào ung thư đại tràng người SW620 50 Bảng 3.8 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào in vitro số chất tổng hợp dòng tế bào ung thư người 51 Bảng 3.9 Đánh giá mức độ giống thuốc dẫn chất Va-m theo quy tắc Lipinsky 52 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo chung acylhydrazon Hình 1.2 Các dẫn chất acylhydrazon với tác dụng gây độc tế bào ung thư Hình 1.3 (a) Cấu trúc chất PAC-1 (b) PAC-1 hoạt hóa procaspase-3 thành caspase-3 với EC50 = 0,22 μM in vitro (c) PAC-1 tác nhân phân cắt procaspase-3 dẫn tới hoạt hóa caspase-3 Hình 1.4 Cấu trúc chất S-PAC-1, WF-208, WF-210, B-PAC-1 Hình 1.5 Dẫn chất acylhydrazon với tác dụng sinh học khác Hình 1.6 Cấu trúc quinazolin quinazolinon Hình 1.7 Dẫn chất 4(3H)-quinazolinon với tác dụng gây độc tế bào ung thư 10 Hình 1.8 Cấu trúc Raltitrexed 11 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp acylhydrazon mục tiêu V 19 Hình 3.1 Ảnh hưởng chất tổng hợp nồng độ 30 µg/mL lên phát triển tế bào SW620 50 Hình 4.1 Phổ hồng ngoại dẫn chất Vg 56 Hình 4.2 Phổ khối lượng dẫn chất Vc 57 Hình 4.3 Phổ 13C-NMRcủa dẫn chất Vg 58 Hình 4.4 Các đồng phân dẫn chất Va-m 59 Hình 4.5.Tương tác phổ NOESY dẫn chất Va 60 Hình 4.6 Các tín hiệu đơi phổ giãn 1H-NMR dẫn chất Vb 61 Hình 4.7 Biểu đồ so sánh hoạt tính gây độc tế bào dẫn chất Vb, Vi, Vj, Vl, Vm so với 5-FU dòng tế bào thử nghiệm 62 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1 Sơ đồ tổng quát phản ứng ngưng tụ hydrazid với hợp chất carbonyl Sơ đồ 1.2 Tổng hợp dẫn chất acylhydrazon thơm Sơ đồ 1.3 Tổng hợp dẫn chất carbohydrazid từ phenyl pyrazol carboxaldehyd Sơ đồ 1.4 Tổng hợp dẫn chất acidmefenamic mang khung acylhydrazon Sơ đồ 1.5 Tổng hợp dẫn chất acylhydrazon có chứa vòng furoxan Sơ đồ 1.6 Phản ứng acylat hóa hydrazon Sơ đồ 1.7 Phản ứng tổng hợp acylhydrazon từ tetrazol Sơ đồ 1.8 Phản ứng tổng hợp acylhydrazon từ semicarbazon Sơ đồ 1.9 Phản ứng Niementowski 13 Sơ đồ 1.10 Phản ứng tạo cácdẫn chất 4(3H)-quinazolinon nhờ lượng vi sóng 14 Sơ đồ 1.11 Phản ứng đóng vòng acid N-acylanthranilic với formamid 14 Sơ đồ 1.12 Tổng hợpdẫn chất 4(3H)-quinazolinon từ dẫn chất 4H-3,1-benzoxazin-4-on 14 Sơ đồ 1.13 Dehydro hóa 2,3-dihydroquinazolin-4(1H)-on thành quinazolin-4(3H)-on 15 Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp chung 22 Sơ đồ 3.2 Quy trình tổng hợp dẫn chất Va-f 23 Sơ đồ 3.3 Quy trình tổng hợp chất IIa 23 Sơ đồ 3.4 Quy trình tổng hợp chất IIIa 24 Sơ đồ 3.5 Quy trình tổng hợp chất IVa 25 Sơ đồ 3.6 Quy trình tổng hợp chất Va 25 Sơ đồ 3.7 Quy trình tổng hợp chất Vb 26 Sơ đồ 3.8 Quy trình tổng hợp chất Vc 27 Phụ lục 4.10 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vd Phụ lục 4.11 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Ve Phụ lục 4.12 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Ve Phụ lục 4.13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR củaVf Phụ lục 4.14 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vf Phụ lục 4.15 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vf Phụ lục 4.16 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vg Phụ lục 4.17 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vg Phụ lục 4.18 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vh Phụ lục 4.19 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vh Phụ lục 4.20 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vi Phụ lục 4.21 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vi Phụ lục 4.22 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vj Phụ lục 4.23 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vj Phụ lục 4.24 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vj Phụ lục 4.25 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vk Phụ lục 4.26 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vk Phụ lục 4.27 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vl Phụ lục 4.28 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vl Phụ lục 4.29 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vl Phụ lục 4.30 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vl Phụ lục 4.31 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vm Phụ lục 4.32 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR mở rộng Vm Phụ lục 5.1 Phổ NOESY Va Phụ lục 5.2 Phổ NOESY mở rộng Va Phụ lục 5.3 Phổ NOESY mở rộng Va Chungbuk National University, College of Pharmacy, 194-31, Osongsaengmyung-1, Heungdeok, Cheongju, Chungbuk, 28160, Republic of Korea RESULTS OF BIOACTIVITY ASSAY Cytotoxicity (IC50, μg/ml ±SD) N0 Cpd code SW620 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 58a 58b 58c 58g 61a 61b 61c 61d 61e 61f 61g 61h 61i 62a 62b 62c 62h 62j 63b 64a 64j 64k 5-FQ 5-Fu SAHA ADR 0.48 0.21 0.29 2.99 1.53 1.13 0.91 1.50 0.34 0.60 1.90 0.42 2.74 0.87 0.15 0.37 0.24 0.91 1.07 1.13 1.75 1.70 1.88 1.15 0.74 0.08 ±0.02 ±0.01 ±0.06 ±0.22 ±0.01 ±0.01 ±0.16 ±0.07 ±0.02 ±0.03 ±0.11 ±0.07 ±0.01 ±0.02 ±0.02 ±0.01 ±0.02 ±0.01 ±0.19 ±0.01 ±0.13 ±0.11 ±0.15 ±0.28 ±0.01 ±0.01 PC-3 0.36 0.27 0.27 2.28 1.73 1.42 0.76 1.14 0.29 0.60 1.22 0.24 3.70 0.92 0.27 0.28 0.21 1.15 1.36 1.85 1.48 1.67 1.54 1.77 0.79 0.07 ±0.01 ±0.03 ±0.02 ±0.30 ±0.06 ±0.07 ±0.08 ±0.14 ±0.01 ±0.13 ±0.28 ±0.01 ±0.04 ±0.09 ±0.01 ±0.06 ±0.02 ±0.12 ±0.05 ±0.02 ±0.22 ±0.12 ±0.07 ±0.07 ±0.21 ±0.01 NCI-H23 0.48 0.33 0.39 2.11 1.69 1.50 0.70 1.45 0.23 0.58 1.11 0.43 3.57 1.20 0.38 0.23 0.30 1.24 1.53 3.13 1.42 1.30 1.33 1.71 0.83 0.08 ±0.04 ±0.06 ±0.04 ±0.08 ±0.02 ±0.11 ±0.05 ±0.12 ±0.02 ±0.06 ±0.06 ±0.00 ±0.27 ±0.18 ±0.07 ±0.01 ±0.01 ±0.12 ±0.08 ±0.10 ±0.11 ±0.04 ±0.08 ±0.03 ±0.03 ±0.01 HDAC (from HeLa extract) enzyme activity (IC50, μg/ml ±SD) 0.07 ±0.03 0.05 ±0.01 0.03 ±0.01 0.06 ±0.01 0.12 ±0.01 0.28 ±0.09 0.15 ±0.00 0.33 ±0.04 0.13 ±0.01 0.27 ±0.07 0.47 ±0.10 0.20 ±0.04 2.86 ±0.30 0.37 ±0.01 0.20 ±0.02 0.23 ±0.06 0.25 ±0.03 0.06 ±0.01 Reviewed and Certified by Sang-Bae Han, PhD Professor, College of Pharmacy, Chungbuk National University, 194-31, Osongsaengmyung-1, Heungdeok, Cheongju, Chungbuk, 28160, Republic of Korea Phụ lục 6.1 Kết thử hoạt tính sinh học Chungbuk National University, College of Pharmacy, 194-31, Osongsaengmyung-1, Heungdeok, Cheongju, Chungbuk, 28160, Republic of Korea ... trúc chất tổng hợp 2.2.2 Thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư Thử tác dụng gây độc tế bào ung thư chất tổng hợp số dòng tế bào ung thư người: SW620 (tế bào ung thư đại tràng), PC-3 (tế bào ung thư. .. tiêu: Tổng hợp 13 dẫn chất acylhydrazon mang khung 4(3H)- quinazolinon Thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư dẫn chất tổng hợp Chương TỔNG QUAN 1.1 ACYLHYDRAZON VÀ DẪN CHẤT 1.1.1 Cấu trúc Acylhydrazon. .. Kết thử hoạt tính gây độc tế bào in vitro chất tổng hợp dòng tế bào ung thư đại tràng người SW620 50 Bảng 3.8 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào in vitro số chất tổng hợp dòng tế bào ung thư