Tổng hợp một số n hydroxyheptanamid mang khung 1 (triazol 4 yl) methylindolin 2 0n hướng tác dụng kháng ung thư

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -  - ĐÀO CẨM HIẾU MÃ SINH VIÊN: 1301146 TỔNG HỢP MỘT SỐ N-HYDROXYHEPTANAMID MANG KHUNG 1-(TRIAZOL-4-YL) METHYLINDOLIN-2-ON HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2018 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -  - ĐÀO CẨM HIẾU MÃ SINH VIÊN: 1301146 TỔNG HỢP MỘT SỐ N-HYDROXYHEPTANAMID 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 PGS.TS Phan Thị Phương Dung Nơi thực hiện: Bộ môn Hóa Dược HÀ NỘI - 2018 LỜI CẢM ƠN Trước trình bày đề tài này, tơi xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ, làm chỗ dựa mặt tinh thần cho suốt thời gian qua Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến với người thầy, người cô đáng kính tơi: GS.TS Nguyễn Hải Nam, PGS.TS Phan Thị Phương Dung, DS Đỗ Thị Mai Dung - Bộ mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội Thầy cô không tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành khóa luận mà ln có dẫn xác, kịp thời động viên tơi lúc khó khăn 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 thực khóa luận Cuối cùng, tơi muốn cảm ơn gia đình, bạn bè, anh chị, bạn nhóm nghiên cứu mơn Hóa Dược, đặc biệt anh Dương Tiến Anh, anh Nguyễn Minh Tuấn, em Phạm Nguyễn Khánh Linh, em Lê Công Trực, em Cao Viết Phương bạn Nguyễn Minh Đức chia sẻ buồn vui, giúp đỡ khích lệ tơi suốt trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2018 Sinh viên Đào Cẩm Hiếu MỤC LỤC Trang 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 HISTON DEACETYLASE (HDAC) VÀ CÁC CHẤT ỨC CHẾ HDAC (HDACi) 1.1.1 Khái niệm phân loại histon deacetylase (HDAC) 1.1.2 Cấu trúc trung tâm hoạt động HDAC chế deacetyl hóa 1.1.3 Các chất ức chế HDAC (HDACi) 1.2 MỘT SỐ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TỔNG HỢP CÁC ACID HYDROXAMIC ỨC CHẾ HDAC TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1 Thay đổi nhóm nhận diện bề mặt 1.2.2 Thay đổi vùng cầu nối 10 1.3 HOẠT TÍNH CỦA VỊNG 1,2,3-TRIAZOL 11 1.3.1 Chống nấm 12 1.3.2 Tác dụng vi khuẩn lao 12 1.3.3 Chống Tripanosoma cruzi 12 1.3.4 Điều trị đái tháo đường 13 1.3.5 Kháng tế bào ung thư 13 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP ACID HYDROXAMIC VÀ HÓA HỌC CLICK 14 1.4.1 Các phương pháp tổng hợp acid hydroxamic 14 1.4.2 Hóa học Click 15 CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG 18 PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ 18 2.1.1 Hóa chất 18 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 18 2.2.2 Thử tác dụng sinh học dẫn chất tổng hợp 19 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.3.1 Tổng hợp hóa học 19 2.3.2 Thử tác dụng sinh học 20 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 22 3.1 HĨA HỌC 22 3.1.1 Tổng hợp hóa học 22 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 22 3.1.3 Xác định cấu trúc 34 3.2 THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC 38 3.2.1 Thử tác dụng ức chế HDAC 38 3.2.2 Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư in vitro 38 3.3 BÀN LUẬN 39 3.3.1 Tổng hợp hóa học 39 3.3.2 Khẳng định cấu trúc 42 3.3.3 Thử hoạt tính sinh học 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 56 DANH MỤC CÁC CHỮ, CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 13 C-NMR H-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon (Carbon-13 nuclear magnetic resonance) : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) AcOH : Acid acetic ADN : Acid desoxyribonucleic AsPC-1 : Dòng tế bào ung thư tuyến tụy người COX : Cyclooxygenase CuAAC : Coper acetylen azid cycloaddition 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 EC50 : Nồng độ/liều lượng chất gây ảnh hưởng sinh học khác cho 50% đối tượng thí nghiệm (effective concentration) EMA : Cơ quan quản lý thuốc châu Âu (European Medicines Agency) 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) H (%) : Hiệu suất HAT : Histon acetyltransferase HCT116 : Dòng tế bào ung thư ruột kết người HDAC : Histon deacetylase HDACi : Các chất có tác dụng ức chế HDAC (Histon deacetylase inhibitors) HPLC : Sắc ký lỏng hiệu cao IC50 : Nồng độ ức chế 50% (The half maximal inhibitory concentration) IR : Hồng ngoại (Infrared) J : Hằng số ghép cặp phổ NMR KDAC : Lysin deacetylase KRIBB : Viện nghiên cứu Sinh học Công nghệ sinh học Hàn Quốc (Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology) LBH-589 : Panobinostat m : Đa vạch phổ NMR (Multiplet) MeCN : Acetonitril MeOH : Methanol MIC : Nồng độ ức chế tối thiểu MS : Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NCI-H23 : Dòng tế bào ung thư phổi NST : Nhiễm sắc thể PC-3 : Dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến tiền liệt người PTCL : U lympho tế bào T thể ngoại vi PXD-101 : Belinostat Rf : Hệ số lưu giữ TLC RPMI : Dòng tế bào đa u tủy xương s : Vạch đơn phổ NMR (Singlet) SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic SRG, CAP : Nhóm nhận diện bề mặt (Surface recognition group, capping group) SW620 : Dòng tế bào ung thư đại tràng người t : Vạch ba phổ NMR (Triplet) tºnc : Nhiệt độ nóng chảy THF : Tetrahydrofuran TLC : Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) TMS : Tetramethylsilan TSA : Trichostatin A UV : Tử ngoại (Ultraviolet) U937 : Dòng tế bào ung thư não ZBG : Nhóm kết thúc gắn kẽm (Zinc binding group) δ (ppm) : Độ dịch chuyển hóa học (phần triệu) phổ NMR n : 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 32 Bảng 3.2: Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy (tonc) dẫn chất VIa-d 33 Bảng 3.3: Kết phân tích phổ IR dẫn chất VIa-d 34 Bảng 3.4: Kết phân tích phổ MS dẫn chất VIa-d 35 Bảng 3.5: Kết phân tích phổ 1H-NMR dẫn chất VIa-d 35 Bảng 3.6: Kết phân tích phổ 13C-NMR dẫn chất VIa-d 37 Bảng 3.7: Kết thử tác dụng ức chế HDAC dẫn chất VIa-d 38 Bảng 3.8: Kết thử hoạt tính kháng tế bào ung thư dẫn chất VIa-d 39 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1: Vai trò HDAC HAT thay đổi cấu trúc NST Hình 1.2: Phân loại HDAC Hình 1.3: Phức hợp HDAC – SAHA Hình 1.4: Phân loại chất ức chế HDAC Hình 1.5: Cấu trúc SAHA Hình 1.6: Cấu trúc nhóm kết thúc gắn với kẽm phân tử HDACi Hình 1.7: Cấu trúc chất nghiên cứu Kozikowski cộng Hình 1.8: Cấu trúc dẫn chất nghiên cứu Salmi-Smail cộng Hình 1.9: Cấu trúc chất mang khung benzothiazol Hình 1.10: Cấu trúc chất nghiên cứu Wang cộng 10 Hình 1.11: Cấu trúc Panobinostat 10 Hình 1.12: Cấu trúc Belinostat 10 Hình 1.13: Cấu trúc nghiên cứu Mai cộng 11 Hình 1.14: Cấu trúc chung dẫn chất Marson cộng tổng hợp 11 Hình 1.15: Cấu tạo chất 13 nghiên cứu Nilkanth cộng 12 Hình 1.16: Một dẫn chất 1,2,3-triazol có hoạt tính chống vi khuẩn lao 12 Hình 1.17: Hai dẫn chất có hoạt tính mạnh Ferreira cộng tổng hợp 13 Hình 1.18: Một chất Zhou tổng hợp (15) nojirimycin (16) 13 Hình 1.19: Công thức chung dẫn chất Chen cộng tổng hợp 14 Hình 1.20: Cấu trúc chung chất GS.TS Nguyễn Hải Nam cộng tổng hợp 14 Hình 3.1: Phổ khối lượng MS dẫn chất VIa 43 Hình 3.2: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR dẫn chất VIa 44 Hình 3.3: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR dẫn chất VId 45 Hình 3.4: Biểu đồ so sánh tác dụng gây độc tính tế bào dẫn chất VIc, VId SAHA dòng tế bào SW620, PC-3, AsPC-1 NCI-H23 47 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1: Tổng hợp acid hydroxamic nghiên cứu GS.TS Nguyễn Hải 15 Nam cộng Sơ đồ 1.2: Tổng hợp acid hydroxamic từ acid carboxylic 16 Sơ đồ 1.3: Phản ứng đóng vòng 1,3-lưỡng cực alkyn azid 16 Sơ đồ 3.1: Sơ đồ tổng hợp chung 22 Sơ đồ 3.2: Sơ đồ tổng hợp chất II 22 Sơ đồ 3.3: Sơ đồ tổng hợp chất IVa 23 Sơ đồ 3.4: Sơ đồ tổng hợp chất Va 23 Sơ đồ 3.5: Sơ đồ tổng hợp dẫn chất VIa 24 Sơ đồ 3.6: Sơ đồ tổng hợp dẫn chất VIb 27 Sơ đồ 3.7: Sơ đồ tổng hợp dẫn chất VIc 28 Sơ đồ 3.8: Sơ đồ tổng hợp dẫn chất VId 30 Sơ đồ 3.9: Cơ chế phản ứng tạo thành IVa-d 40 Sơ đồ 3.10: Cơ chế đề xuất: chế bimetallic 41 Sơ đồ 3.11: Cơ chế phản ứng tạo thành VIa-d 41 Chú thích: 52C = VIb Phụ lục 10: Phổ cộng hưởng từ hạt67nhân 1H-NMR VIb Chú thích: 52C = VIb Phụ lục 10: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 168 H-NMR VIb (phổ giãn rộng) Chú thích: 52D = VIc Phụ lục 11: Phổ cộng hưởng từ 69 hạt nhân 1H-NMR VIc Chú thích: 52D = VIc Phụ lục 11: Phổ cộng hưởng từ hạt 70 nhân 1H-NMR VIc (phổ giãn rộng) Chú thích: 52F = VId Phụ lục 12: Phổ cộng hưởng71từ hạt nhân 1H-NMR VId Chú thích: 52F = VId 72 1H-NMR VId (phổ giãn rộng) Phụ lục 12: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Chú thích: 52A = VIa Phụ lục 13: Phổ cộng hưởng từ 73hạt nhân 13C-NMR VIa Chú thích: 52A = VIa Phụ lục 13: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân74 C-NMR VIa (phổ giãn rộng) 13 Chú thích: 52C = Vb 75 hạt nhân 13C-NMR VIb Phụ lục 14: Phổ cộng hưởng từ Chú thích: 52C = VIb Phụ lục 14: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 76 C-NMR VIb (phổ giãn rộng) 13 Chú thích: 52D = VIc 77 Phụ lục 15: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR VIc Chú thích: 52D = VIc Phụ lục 15: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 78 13C-NMR VIc (phổ giãn rộng) Chú thích: 52F = VId Phụ lục 16: Phổ cộng hưởng 79 từ hạt nhân 13C-NMR VId Chú thích: 52F = VId 80 13C-NMR VId (phổ giãn rộng) Phụ lục 16: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân VIa VIb VIc VId Phụ lục 17: Kết hoạt tính ức chế HDAC-2 độc tính tế bào 25 ... từ vài l n đ n vài chục l n [ 31, 32] Tr n sở nghi n cứu tr n, ti n hành đề tài Tổng hợp số Nhydroxyheptanamid mang khung 1- (triazol- 4- yl )methylindolin- 2- on hướng tác dụng kháng ung thư với... TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ N I -  - ĐÀO CẨM HIẾU MÃ SINH VI N: 13 011 46 TỔNG HỢP MỘT SỐ N- HYDROXYHEPTANAMID MANG KHUNG 1- (TRIAZOL- 4- YL) METHYLINDOLIN- 2- ON HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ KHÓA LU N. .. VỊNG 1, 2, 3-TRIAZOL 11 1. 3 .1 Chống n m 12 1. 3 .2 Tác dụng vi khu n lao 12 1. 3.3 Chống Tripanosoma cruzi 12 1. 3 .4 Điều trị đái tháo đường 13 1. 3.5 Kháng tế bào ung thư 13 1. 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG