Tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của một số acid hydroxamic mang khung 1,3,4 thiadiazol

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THỊ MAI DUNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 1,3,4-THIADIAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2013 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THỊ MAI DUNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 1,3,4-THIADIAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn : 1.PGS.TS Nguyễn Hải Nam 2.DS Nguyễn Xuân Phong Nơi thực : Bộ mơn Hóa Dược HÀ NỘI - 2013 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực đề tài với nhiều nỗ lực cố gắng, thời điểm hồn thành khóa luận lúc tơi xin phép bày tỏ lòng biết ơn chân thành với người dạy dỗ, hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian qua Trước hết với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc xin bày tỏ lời cám ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Hải Nam, DS Nguyễn Xn Phong - 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, Khoa Hóa - Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Khoa Dược - Đại học Quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi thực khóa luận tốt nghiệp Cuối xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến bố mẹ, gia đình bạn bè ln động viên khích lệ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 21 tháng năm 2013 Sinh viên Đỗ Thị Mai Dung Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi MỤC LỤC Trang 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 TỔNG QUAN 1.1 HISTON DEACETYLASE (HDAC) 1.1.1 Khái niệm histon deacetylase 1.1.2 Phân loại HDAC 1.1.3 Mối liên quan ung thư hoạt động bất thường HDAC 1.2 CÁC CHẤT ỨC CHẾ HDAC 1.2.1 Phân loại chất ức chế HDAC 1.2.2 Cấu trúc chất ức chế HDAC 1.3 MỘT SỐ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC ACID HYDROXAMIC ỨC CHẾ HDAC TRÊN THẾ GIỚI 1.3.1 Liên quan cấu trúc tác dụng acid hydroxamic ức chế HDAC 1.3.2 Một số hướng thiết kế nghiên cứu tổng hợp giới 10 1.4 PHƯƠNG PHÁP TẠO LIÊN KẾT AMID VÀ TỔNG HỢP ACID HYDROXAMIC 13 1.4.1 Tổng hợp amid với tác nhân acyl hóa acid carboxylic 13 1.4.2 Tổng hợp acid hydroxamic từ ester 14 Chương NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ 15 2.1.1 Hóa chất 15 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 15 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 16 2.2.1 Tổng hợp hóa học 16 2.2.2 Thử tác dụng sinh học chất tổng hợp 16 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.3.1 Tổng hợp hóa học 16 2.3.2 Thử tác dụng sinh học 17 2.3.3 Đánh giá mức độ giống thuốc chất tổng hợp 19 Chương THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20 3.1 HÓA HỌC 20 3.1.1 Nghiên cứu Docking 20 3.1.2 Tổng hợp hóa học 21 3.1.3 Kiểm tra độ tinh khiết 34 3.1.4 Xác định cấu trúc 34 3.2 THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC 40 3.2.1 Thử hoạt tính sinh học 40 3.2.2 Đánh giá mức độ giống thuốc 40 3.3 BÀN LUẬN 41 3.3.1 Tổng hợp hóa học 41 3.3.2 Tác dụng sinh học 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ALL : Bệnh ung thư nguyên bào lympho cấp tính AML : Bệnh ung thư bạch cầu dạng tủy cấp tính APL : Bệnh ung thư bạch cầu tủy bào cấp tính CDI : Carbonyldiimidazol CLL : Bệnh lympho mãn tính (Chronic lymphocytic leukemia) CTCL : Tế bào lymphoT da (Cutaneous T cell lymphoma) 13 : Cộng hưởng từ hạt nhân 13C C-NMR DCM : Dicloromethan DMF : Dimethyl formamid DMSO : Dimethyl sulfoxid EtOH : Ethanol HAT : Histon acetyltranferase HDAC : Histon deacetylase : Cộng hưởng từ hạt nhân 1H H-NMR IC50 : Nồng độ ức chế hoạt độ tế bào xuống nửa IR : Phương pháp phổ tử ngoại MTT : 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromid MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng NSCLC : Ung thư phổi tế bào không nhỏ (Non-smali lung cell) NST : Nhiễm sắc thể SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic T0nc : Nhiệt độ nóng chảy TLC : Phương pháp sắc ký lớp mỏng TMS : Tetramethylsilan TSA : Trichostatin A DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Bảng 1.1: Các chất ức chế HDAC thử nghiệm lâm sàng Trang Bảng 1.2: Tác dụng ức chế HDAC acid isoxazolhydroxamic 13 Bảng 3.1: Kết docking chất 5a-f với HDAC8 20 Bảng 3.2: Chỉ số lý hóa hiệu suất tổng hợp acid hydroxamic từ ester 33 Bảng 3.3: Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy chất 5a-f 34 Bảng 3.4: Kết phân tích phổ MS chất 4a-f 35 Bảng 3.5: Kết phân tích phổ IR chất 5a-f 36 Bảng 3.6: Kết phân tích phổ MS chất 5a-f 37 Bảng 3.7: Kết phân tích phổ 1H-NMR chất 5a-f 37 10 Bảng 3.8: Kết phân tích phổ 13C-NMR chất 5a-f 39 11 Bảng 3.8: Đánh giá mức độ giống thuốc chất 5a-f theo quy tắc Lipinsky 12 40 Bảng 3.10: Kết thử tác dụng ức chế HDAC hoạt tính kháng tế bào ung thư 42 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Tên hình Trang Hình 1.1: Cấu trúc histon nucleosom 2 Hình 1.2: Mơ tả đặc điểm loại HDAC Hình 1.3: Vai trò sinh học HDAC sinh lý tế bào ung thư Hình 1.4: Một số chất ức chế HDAC thử nghiệm lâm sàng Hình 1.5: Cấu trúc SAHA trung tâm hoạt động HDAC 6 Hình 1.6: Cấu trúc TSA, oxamflatin dẫn chất Nhydroxy-2-propenamid 10 Hình 1.7: Các dẫn chất amid ngược SAHA 11 Hình 1.8: Các dẫn chất -alkoxy SAHA 11 Hình 1.9: Các acid phenylthiazol-hydroxamic tương tự SAHA 11 10 Hình 1.10: Các dẫn chất aicd biphenyl-hydroxamic 12 11 Hình 1.11: Cơng thức cấu tạo WR301849 12 12 Hình 3.1: Mơ hình tương tác dẫn chất 5a-f với HDAC8 21 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ STT Tên sơ đồ Trang Sơ đồ 1.1: Cơ chế xúc tác CDI 14 Sơ đồ 3.1: Quy trình tổng hợp chung 21 Sơ đồ 3.2: Quy trình tổng hợp chất 2a 22 Sơ đồ 3.3: Quy trình tổng hợp chất 3a 23 Sơ đồ 3.4: Quy trình tổng hợp chất 4a 24 Sơ đồ 3.5: Quy trình tổng hợp chất 5a 25 Sơ đồ 3.6: Quy trình tổng hợp chất 5b 26 Sơ đồ 3.7: Quy trình tổng hợp chất 3b 27 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi ĐẶT VẤN ĐỀ Acid suberoylanilid hydroxamic (Zolinza®, 2006) chất ức chế histon deacetylase cục quản lý thực phẩm dược phẩm Mỹ (US-FDA) phê duyệt điều trị u lympho da tế bào T Sau đó, năm 2009 depsipeptid (Romidepsin®) chất ức chế HDAC khác cấp phép điều trị ung thư Mỹ Như thấy, HDAC mục tiêu phân tử quan trọng điều trị ung thư chất ức chế HDAC tác nhân chống ung thư đầy triển vọng Nhóm nghiên cứu mơn Hóa Dược - Đại học Dược Hà Nội thiết kế, tổng hợp công bố nhiều dãy chất với định hướng ức chế HDAC có hoạt tính kháng tế bào ung thư tốt [40,41] Các nghiên cứu gần môn acid hydroxamic có tác dụng ức chế HDAC cho thấy thay nhóm nhận diện bề mặt SAHA nhân phenyl vòng thơm khác benzothiazol cho hoạt tính in vitro khả quan [3] Tiếp theo đó, luận văn thạc sĩ Đỗ Thị Ánh Tuyết [4] khung 5-phenyl-1,3,4-thiadiazol sử dụng làm nhóm nhận diện bề mặt thay cho benzothiazol Tuy nhiên nghiên cứu tổng hợp dẫn chất, chưa đủ để đánh giá khả tương tác nhóm nhận diện bề mặt với HDAC, chưa tìm chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư in vitro tốt để tiến hành thử nghiệm sâu Trên sở thay đổi nhóm vòng thơm làm thay đổi tương tác chất với mục tiêu phân tử, thiết kế nhóm khung 5-phenyl-1,3,4-thiadiazol tiến hành đề tài “Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số acid hydroxamic mang khung 1,3,4thiadiazol” với hai mục tiêu: Tổng hợp N1-hydroxy-N8-(5-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2-yl)octandiamid dẫn chất Thử độc tính tế bào tác dụng ức chế HDAC chất tổng hợp Phụ lục 20: Phổ 1H-NMR 5b (mở rộng) Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 21: Phổ 1H-NMR 5c Phụ lục 21: Phổ 1H-NMR 5c (mở rộng) Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 22: Phổ 1H-NMR 5d Phụ lục 22: Phổ 1H-NMR 5d (mở rộng) Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 23: Phổ 1H-NMR 5e Phụ lục 23: Phổ 1H-NMR 5e (mở rộng) Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 24: Phổ 1H-NMR 5f Phụ lục 24: Phổ 1H-NMR 5f (mở rộng) Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 25: Phổ 13C-NMR 5a Phụ lục 26: Phổ 13C-NMR 5b Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 27: Phổ 13C-NMR 5c Phụ lục 28: Phổ 13C-NMR 5d Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 29: Phổ 13C-NMR 5e Phụ lục 30: Phổ 13C-NMR 5f ... nhóm khung 5-phenyl -1,3,4- thiadiazol tiến hành đề tài Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số acid hydroxamic mang khung 1,3, 4thiadiazol với hai mục tiêu: Tổng hợp N1-hydroxy-N8-(5-phenyl -1,3,4- thiadiazol- 2-yl)octandiamid... lieu mien mien phi phi BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THỊ MAI DUNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 1,3,4- THIADIAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người... 2.2.1 Tổng hợp hóa học 16 2.2.2 Thử tác dụng sinh học chất tổng hợp 16 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.3.1 Tổng hợp hóa học 16 2.3.2 Thử tác dụng sinh học