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

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - MAI QUANG HƯNG TỔNG HỢP MỘT SỐ N-HYDROXYHEXANAMID MANG KHUNG 1-(TRIAZOL-4-YL) METHYLINDOLIN-2-ON HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC HÀ NỘI - 2018 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI  MAI QUANG HƯNG MSV: 1301196 TỔNG HỢP MỘT SỐ N-HYDROXYHEXANAMID MANG KHUNG 1-(TRIAZOL-4-YL) METHYLINDOLIN-2-ON HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC Người hướng dẫn: NCS DS Đỗ Thị Mai Dung PGS.TS Phan Thị Phương Dung Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Dược HÀ NỘI - 2018 LỜI CẢM ƠN Trước trình bày nội dung phần thuộc đề tài mình, tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến người suốt thời gian qua ln hỗ trợ động viên tơi hồn thành cách tốt khóa luận tốt nghiệp Đầu tiên, xin phép được gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Hải Nam, PGS.TS Phan Thị Phương Dung NCS DS Đỗ Thị Mai Dung - Bộ mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, người thầy tận tình dạy dỗ, hướng dẫn dìu dắt tơi suốt chặng đường khó khăn thực đề tài 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, phòng nghiên cứu cấu trúc - Đại học Quốc gia Seoul - Hàn Quốc giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi giúp hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin cảm ơn anh chị, bạn em nghiên cứu mơn Hố Dược - trường Đại học Dược Hà Nội Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Minh Tuấn, anh Dương Tiến Anh, bạn Nguyễn Văn Huân người anh, người bạn giúp đỡ nhiều suốt thời gian thực đề tài Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bố mẹ, người thân bạn bè quan tâm, động viên khích lệ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 07 tháng 02 năm 2018 Sinh viên Mai Quang Hưng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ, CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 HDAC chất ức chế HDAC 1 1.1.1 Khái niệm histon deacetylase (HDAC) 1.1.2 Phân loại HDAC 1.1.3 Cấu trúc HDAC chế deacetyl hóa 1.1.4 Các chất ức chế HDAC (HDACi) 1.1.5 Liên quan cấu trúc-tác dụng chất ức chế HDAC 1.2 Các phương pháp tổng hợp acid hydroxamic 1.2.1 Tổng hợp acid hydroxamic từ ester 1.2.2 Tổng hợp acid hydroxamic từ acid carboxylic 1.3 Các phương pháp tổng hợp khung 1,2,3-triazol 9 10 10 1.3.1 Tổng hợp vòng 1,2,3-triazol theo quy trình Kolarovič 10 1.3.2 Tổng hợp vòng 1,2,3-triazol theo quy trình Steven Lal 11 1.3.3 Tổng hợp vòng 1,2,3-triazol theo quy trình Yan 12 Chương 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 14 2.1.1 Hóa chất 14 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 14 2.2 Nội dung nghiên cứu 15 2.2.1 Tổng hợp hóa học 15 2.2.2 Thử tác dụng sinh học chất tổng hợp 15 2.3 Phương pháp nghiên cứu 16 2.3.1 Tổng hợp hóa học 16 2.3.2 Xác định cấu trúc dẫn chất tổng hợp 16 2.3.3 Thử tác dụng sinh học 17 Chương 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Hóa học 19 19 3.1.1 Tổng hợp hóa học 19 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 26 3.1.3 Khẳng định cấu trúc 27 3.2 Thử hoạt tính sinh học 31 3.2.1 Thử tác dụng ức chế HDAC 31 3.2.2 Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư in vitro 31 3.3 Bàn luận 32 3.3.1 Tổng hợp hóa học 32 3.3.2 Khẳng định cấu trúc 36 3.3.3 Thử hoạt tính sinh học 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 1.1 Về tổng hợp khẳng định cấu trúc 44 1.2 Về hoạt tính sinh học 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ, CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT AsPC-1 13 C-NMR Dòng tế bào ung thư tuyến tụy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Carbon (Carbon Nuclear Magnetic Resonance) CTCL U lympho T da DCM Dicloromethan DMF N,N-dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxid FBS Huyết bào thai bò (Fetal Bovine Serum) FDA Cục quản lý thực phẩm dược phẩm Hoa Kỳ (Food and Drug Administration) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic Resonance) H-NMR HAT Histon acetyltransferase HDACi Histon deacetylase inhibitors HDAC Histon deacetylase HRMS Phổ khối lượng phân giải cao (High Resolution Mass Spectrometry) IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) MS Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) MeCN Acetonitril MeOH Methanol PC-3 Dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt SAHA Acid sulberoylanillid hydroxamic SW620 Dòng tế bào ung thư đại tràng TLC Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography) TCTH Tiêu chuẩn tổng hợp t-BuOH tert-Butanol DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Khảo sát hiệu suất phản ứng tổng hợp vòng 1,2,3-triazol từ 12 azid alkyl phản ứng Click xúc tác [CuBr(PPh3)3] với số dung môi Bảng 1.2 Khảo sát hiệu suất phản ứng tổng hợp vòng 1,2,3-triazol từ azid alkyl phản ứng Click, xúc tác muối đồng với số 13 dung môi thông dụng Bảng 2.1 Bảng liệt kê danh sách hoá chất sử dụng đề tài 14 Bảng 3.1 Kết docking dẫn chất VIa-d với HDAC2 19 Bảng 3.2 Khảo sát thời gian phản ứng tạo II 21 Bảng 3.3 Chỉ số lý hóa hiệu suất tổng hợp acid hydroxamic VIa-d 27 Bảng 3.4 Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy (tonc) chất VIa-d 28 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ IR dẫn chất VIa-d 29 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ MS dẫn chất VIa-d 29 Bảng 3.7 Kết phân tích phổ 1H-NMR dẫn chất VIa-d 30 13 Bảng 3.8 Kết phân tích phổ C-NMR dẫn chất VIa-d 31 Bảng 3.9 Kết thử tác dụng ức chế HDAC dẫn chất VIa-d 32 Bảng 3.10 Kết thử hoạt tính kháng tế bào ung thư 33 Bảng 3.11 So sánh tương quan lượng tương tác dự đoán với tác dụng ức chế HDAC2 34 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Phân loại HDAC Hình 1.2 Một số acid hydroxamic ức chế HDAC Hình 1.3 Một số aminobenzamide ức chế HDAC Hình 1.4 Một số muối carboxylat ức chế HDAC Hình 1.5 Cấu trúc depsipeptid Hình 1.6 Một số epoxyceton ức chế HDAC Hình 1.7 Mơ hình mơ tả cấu trúc chung hợp chất ức chế HDAC Hình 1.8 Các dẫn chất amid ngược SAHA Hình 1.9 Mơ hình ZBG Vanommeslaegh Hình 3.1 Phổ IR dẫn chất VIa 39 Hình 3.2 Phổ khối lượng chất VIa 40 Hình 3.3 Phổ cơng hưởng từ hạt nhân H1-NMR dẫn chất VIc 41 Hình 3.4 Phổ cơng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VIa 42 Hình 3.5 Biểu đồ so sánh tác dụng gây độc tính tế bào dẫn chất 43 VIa, VIb so với SAHA DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1 Phản ứng tổng hợp số a.hydroxamic A Massaro cộng Sơ đồ 1.2 Phản ứng tổng hợp acid hydroxamic B Vasantha cộng 10 Sơ đồ 1.3 Phản ứng tổng hợp vòng 1,2,3-triazol Kolarovič 10 Sơ đồ 1.4 Phản ứng tổng hợp vòng 1,2,3-triazol Steven Lal 11 Sơ đồ 1.5 Phản ứng tổng hợp vòng 1,2,3-triazol Yan 12 Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp chung 20 Sơ đồ 3.2 Phản ứng tổng hợp chất II 20 Sơ đồ 3.3 Phản ứng tổng hợp chất IVa 21 Sơ đồ 3.4 Phản ứng tổng hợp chất Va 23 Sơ đồ 3.5 Phản ứng tổng hợp chất VIa 25 Sơ đồ 3.6 Cơ chế phản ứng alkyl hóa tạo thành IVa-d 35 Sơ đồ 3.7 Cơ chế phản ứng Click tạo thành Va-d 36 Sơ đồ 3.8 Cơ chế phản ứng hydroxamic hóa tạo dẫn chất VIa-d 37 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong vài thập kỷ trở lại đây, nhà khoa học giới dành quan tâm đặc biệt đến thuốc gây độc tế bào ung thư “nhắm tới phân tử đích” Các mục tiêu phân tử như: protein kinase, khóa thụ thể HER1, HER2, Bcr-Abl…, histon deacetylase (HDAC), telomerase… nghiên cứu nhiều nơi giới Trong số đó, HDAC lên mục tiêu phân tử tiềm Một số chất ức chế HDAC có tác dụng tốt, sử dụng điều trị ung thư như: SAHA (Zolinza®) - chất ức chế HDAC FDA cấp phép việc điều trị u lympho tế bào T da năm 2006) [4] Khơng lâu sau đó, romidepsin (Istodax®), belinostat (Beleodaq®) panobinosat (Farydak®) FDA cấp phép sử dụng điều trị số bệnh ung thư vào năm 2009, 2014, 2015 Dựa sở cấu trúc chất ức chế HDAC cơng bố giới, nhóm nghiên cứu mơn Hóa dược - trường Đại học Dược Hà Nội tiến hành thiết kế tổng hợp, cơng bố nhiều dãy chất với đích tác dụng HDAC Các chất tổng hợp cho thấy hoạt tính kháng tế bào ung thư tốt [2, 9, 25] Đặc biệt phải kể đến acid hydroxamic GS.TS Nguyễn Hải Nam đồng cộng tổng hợp mang khung 5-aryl-1,3,4-thiadiazol Các hợp chất có tác dụng kháng HDAC tốt gấp nhiều lần so với SAHA [25] Từ nghiên cứu thấy hợp chất acid hydroxamic mang nhóm nhận diện khung dị vòng thơm có hoạt tính ức chế HDAC tốt việc cho hoạt tính in vitro cao khả quan Tiếp tục với hướng nghiên cứu này, để tìm thêm nhiều hợp chất có tác dụng tốt nữa, nhóm chúng tơi tiếp tục thiết kế tổng hợp dẫn chất acid hydroxamic mang hợp phần 1-(triazol-4-yl)methylindolin-2-on tiến hành đề tài “Tổng hợp số N-hydroxyhexanamid mang khung 1-(triazol-4- yl)methylindolin-2-on hướng tác dụng kháng ung thư” với mục tiêu sau: Tổng hợp N-hydroxy-6-(4-((3-(hydroxyimino)-2-oxoindolin-1-yl)methyl)-1H1,2,3-triazol-1-yl)hexanamid dẫn chất Thử tác dụng ức chế HDAC độc tính tế bào chất tổng hợp Phụ lục Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H1-NMR dẫn chất VIa (mở rộng) Phụ lục 10 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H1-NMR dẫn chất VIb Phụ lục 10 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H1-NMR dẫn chất VIb (mở rộng) Phụ lục 11 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H1-NMR dẫn chất VIc Phụ lục 11 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H1-NMR dẫn chất VIc (mở rộng) Phụ lục 12 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H1-NMR dẫn chất VId Phụ lục 12 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H1-NMR dẫn chất VId (mở rộng) Phụ lục 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VIa Phụ lục 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VIa (mở rộng) Phụ lục 14 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VIb Phụ lục 14 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VIb (mở rộng) Phụ lục 15 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VIc Phụ lục 15 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VIc (mở rộng) Phụ lục 16 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VId Phụ lục 16 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C13-NMR dẫn chất VId (mở rộng) ... N-hydroxy- 6-( 4-( 5-cloro-( 3-( hydroxyimino )-2 -oxoindolin -1 - yl)methyl)1H -1 , 2,3-triazol -1 - yl)hexanamid (VIb) ✓ N-hydroxy- 6-( 4-( 5-bromo-( 3-( hydroxyimino )-2 -oxoindolin -1 - yl)methyl)1H -1 , 2,3-triazol -1 - yl)hexanamid (VIc) ✓ N-hydroxy- 6-( 4-( 5-methoxy-( 3-( hydroxyimino )-2 -oxoindolin-1yl)methyl )-1 H -1 , 2,3-triazol -1 - yl)hexanamid... tài Tổng hợp số N-hydroxyhexanamid mang khung 1- (triazol- 4- yl )methylindolin-2-on hướng tác dụng kháng ung thư với mục tiêu sau: Tổng hợp N-hydroxy- 6-( 4-( ( 3-( hydroxyimino )-2 -oxoindolin -1 - yl)methyl )-1 H1,2,3-triazol -1 - yl)hexanamid... Nội dung nghiên cứu 2.2 .1 Tổng hợp hóa học - Tổng hợp chất: ✓ N-hydroxy- 6-( 4-( ( 3-( hydroxyimino )-2 -oxoindolin -1 - yl)methyl )-1 H -1 , 2,3triazol -1 - yl)hexanamid (VIa) ✓ N-hydroxy- 6-( 4-( 5-cloro-( 3-( hydroxyimino )-2 -oxoindolin -1 - yl)methyl)1H -1 , 2,3-triazol -1 - yl)hexanamid