Tổng hợp và thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của một số dẫn chất 5 halogenoarylidenhydantoin (2)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THỊ THU HẰNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 5-HALOGENOARYLIDENHYDANTOIN LUẬN VĂN THẠC SỸ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THỊ THU HẰNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 5-HALOGENOARYLIDENHYDANTOIN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ MÃ SỐ: 607301 LUẬN VĂN THẠC SỸ DƯỢC HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Vũ Trần Anh HÀ NỘI - 2012 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS.Vũ Trần Anh người thầy tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi động viên tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình : Ths Đặng Vũ Lương (phòng NMR- Viện hóa học- Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), Ths Đỗ Thị Phương (Khoa Dược lý-Sinh hóa, Viện Dược liệu Việt Nam), Ths Đặng Thị Nhung (phòng MS- khoa Hóa trường Đại học Khoa học tư nhiênĐại học Quốc gia Hà Nội) tồn thể thầy giáo, cán kỹ thuật viên Bộ mơn Hóa hữu cơ, thầy giáo trường, phòng ban, thư viện - Trường Đại học Dược Hà Nội Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè ln giúp đỡ động viên tơi suốt q trình vừa qua Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2012 Học viên Đỗ Thị Thu Hằng MỤC LỤC Trang CÁC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP HYDANTOIN VÀ DẪN CHẤT 1.1.1 Phản ứng tổng hợp hydantoin 1.1.1.1 Phản ứng đóng vòng α-aminoacid với cyanat 1.1.1.2 Phản ứng đóng vòng α-aminoacid với ure dẫn xuất ure 1.1.1.3 Phản ứng Bucherer-Bergs 1.1.1.4 Phản ứng cyanoacetamid với kiềm hypohalid 1.1.2 Phản ứng tổng hợp dẫn chất 5-arylidenhydantoin dẫn chất base Mannich 1.1.2.1 Phản ứng ngưng tụ với aldehyd 1.1.2.2 Phản ứng tổng hợp dẫn chất base Mannich 1.2 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẪN CHẤT 10 HYDANTOIN 1.2.1 Tác dụng chống co giật 10 1.2.2 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 11 1.2.3 Tác dụng ức chế tế bào ung thư 11 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ 16 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUN VẬT LIỆU, HĨA CHẤT, DUNG MƠI 16 2.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 17 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.3.1 Phương pháp tổng hợp 5-(3’- 18 halogenoaryliden)hydantoin dẫn chất base Mannich 2.3.2 Phương pháp xác định cấu trúc 18 2.3.3 Phương pháp thử tác dụng kháng tế bào ung thư 18 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 19 3.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 19 3.1.1 Tổng hợp dẫn chất 5-(3’-halogenoaryliden)hydantoin 20 (I-III) 3.1.2 Tổng hợp dẫn chất base Mannich 5-(3’- 22 halogenoaryliden)hydantoin (I(a-d)-III(a-d)) 3.2 XÁC ĐINH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP 31 ĐƯỢC 3.2.1 Phổ hồng ngoại 31 3.2.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H 13C 31 3.2.3 Phổ khối lượng 32 3.3 THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH KHÁNG CÁC DỊNG TẾ 32 BÀO UNG THƯ NGƯỜI CHƯƠNG BÀN LUẬN 44 4.1 VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC 44 4.2 VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP 47 ĐƯỢC 4.2.1 Về phổ hồng ngoại (IR) 47 4.2.2 Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR 48 4.2.3 Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR 50 4.2.4 Về phổ MS 51 4.3 VỀ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ 57 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT A549 : Tế bào ung thư phổi người 13 : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 EGFR : Epidermal growth factor receptor, thụ thể yếu tố C – NMR tăng trưởng biểu mô HCT116 : Tế bào ung thư đại tràng người Hep – G2 : Tế bào ung thư gan người HMBC : Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết (Heteronuclear Multiple Bond Connectivity) H – NMR HSQC : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton : Phổ tương tác dị hạt nhân qua liên kết (Heteronuclear Single-Quantum coherence) IC50 : Nồng độ ức chế 50% IR : Phổ hồng ngoại MCF7 : Tế bào ung thư biểu mô vú người MS : Khối phổ ( Mass spectrometry) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Kết tổng hợp dẫn chất 5-(3’- Trang 33 halogenoaryliden)hydantoin tổng hợp (I-III) 3.2: Kết tổng hợp dẫn chất base tổng hợp (I(a-d)- 34 III(a-d)) 3.3: Số liệu phổ IR phổ 1H-NMR dẫn chất 5-(3’- 36 halogenoaryliden)hydantoin (I-III) 3.4: Số liệu phổ IR phổ 1H-NMR dẫn chất base Mannich 37 tổng hợp (I(a-d)-III(a-d)) 3.5: Số liệu phổ 13C-NMR dẫn chất 5-(3’- 49 halogenoaryliden)hydantoin tổng hợp (I-III) 3.6: Số liệu phổ 13C-NMR dẫn chất base Mannich tổng hợp 40 (I(a-d)-III(a-d)) 3.7: Kết thử tác dụng kháng dòng tế bào ung thư người 42 chất tổng hợp 4.1: So sánh thời gian phản ứng tổng hợp dẫn chất base Mannich 46 halogenobenzylidenhydanoin khác 4.2: Số liệu phổ MS dẫn chất 5-(3’- 54 halogenoaryliden)hydantoin (I-III) 4.3: Số liệu phổ MS dẫn chất base Mannich tổng hợp (I(a-d)-III(a-d)) 55 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Hình, sơ đồ 4.1: Sơ đồ phân mảnh tổng quát dẫn chất 5-(3’- Trang 52 halogenoaryliden)hydantoin tổng hợp (I-III) 4.2: Sơ đồ phân mảnh tổng quát dẫn chất base Mannich tổng hợp (I(a-d)-III(a-d)) 53 ĐẶT VẤN ĐỀ Thuốc sử dụng cơng tác phòng chữa bệnh có nhiều nguồn gốc khác nhau, thuốc tạo phương pháp tổng hợp bán tổng hợp đóng vai trò quan trọng Trong lĩnh vực tổng hợp thuốc, để nhanh chóng tạo thuốc mới, nhà nghiên cứu thường dựa cấu trúc chất dùng làm thuốc chất có tác dụng dược lý, có triển vọng để tạo chất dự đốn có tác dụng tốt hơn, độc tính có hiệu điều trị Các dẫn chất hydantoin dãy chất quan tâm nghiên cứu tổng hợp hoá học,tác dụng sinh học ứng dụng làm thuốc Một số dẫn chất hydantoin dùng rộng rãi lâm sàng phenytoin (thuốc chống động kinh), nitrofurantoin (thuốc kháng khuẩn), dantrium (thuốc giãn vân), nilutamid (thuốc điều trị ung thư tuyến tiền liệt di căn) Trong năm qua, nhà nghiên cứu giới nước tiếp tục nghiên cứu, tổng hợp sàng lọc tác dụng sinh học dẫn chất hydantoin, tìm thấy nhiều dẫn chất 5-arylidenhydantoin thiên nhiên tổng hợp có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, tác dụng chống ung thư đáng quan tâm [1],[5], [8], [11],[13],[15], [20], [22],[34] Để góp phần nghiên cứu, tìm kiếm dẫn chất 5-arylidenhydantoin có tiềm hoạt tính chống ung thư, thực luận văn với mục tiêu sau: Tổng hợp số dẫn chất hydantoin thuộc dãy 5halogenoarylidenhydantoin dẫn chất base Mannich Thử sàng lọc hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư chất tổng hợp Phong Thi nghiem HOA VAT LIEU - Khoa Hoa hoc - Truong DH KHTN - DH QG HN Ten may : AutoSpec Premier Ten mau : HV-XV Hang san xuat : WATERS Nguoi : D.T.Nhung Nuoc san xuat : USA Ngay : 17-May-12 - -HV_X V 74 (2.995) Cm (58:111-(13:34+141:153)x2.000) Magnet EI+ 2.90e3 265.9698 100 O Br N CH2 N CH N H O O % 195.0164 116.1153 89.0634 57.9768 70.0311 268.8997 264.9217 93.5595 88.0519 222.0412 112.1590 117.1089 87.0432 198.0145 151.0966 143.0947 153.1067 194.0237 224.0456 221.0337 127.1732 378.0906 269.9422 225.0739 308.0148 322.0322 381.1061 334.1194 m /z 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 Phụ lục 12.4: Phổ MS hợp chất IIIa 280 300 320 340 360 380 Br N H O N CH2 N Phụ lục 13.1: Phổ IR hợp chất IIIb CH O Br CH O N H Phụ lục 13.2: Phổ 1H-NMR hợp chất IIIb O N CH2 N Br CH N H O N CH2 N Phụ lục 13.3: Phổ 13C-NMR hợp chất IIIb O Phong Thi nghiem HOA VAT LIEU - Khoa Hoa hoc - Truong DH KHTN - DH QG HN Ten may : AutoSpec Premier Ten mau : HA-XII Hang san xuat : WATERS Nguoi : D.T.Nhung Nuoc san xuat : USA Ngay : 23-May-12 - H A -X II (2 ) C m ( : -( :1 + :2 ) x 0 ) 10 M a g n e t E I+ e 1 9 O Br N CH2 N 1 8 CH % N H 1 1 O 1 2 8 8 7 1 9 1 2 0 9 9 3 1 9 m /z 00 120 40 16 18 20 220 240 60 80 30 32 Phụ lục 13.4: Phổ MS hợp chất IIIb 340 36 380 00 42 40 Br N H NH O Phụ lục 14.1: Phổ IR hợp chất III HC O HN O Br HC NH Phụ lục 14.2: Phổ 1H-NMR hợp chất III O HN O Br HC NH Phụ lục 14 3: Phổ 13C-NMR hợp chất O Br N H O N CH2 N N CH3 Phụ lucj14.4: Phổ MS hợp chất IIIc CH O Br N H O N CH2 NH CH3 Phụ lục 15.1: Phổ IR hợp chất IIId CH O Br CH O N H O CH3 Phổ 15 2: Phổ 1H-NMR chất IIId N CH2 NH Br N H O N CH2 NH CH3 Phụ lục 15.3: Phổ 13C-NMR cuảh ợp chất IIId CH O Br N H O N CH2 NH CH3 Phụ lục 15.4: Phổ MS hợp chất IIId CH O BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI BẢN TRÍCH YẾU LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Đỗ Thị Thu Hằng Khóa : Cao học 15 Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm bào chế Mã số: 607301 Tên đề tài: Tổng hợp thử hoạt tính kháng tế bào ung thư số dẫn chất 5-halogenoarylidenhydanotin Tên sở đào tạo: Trường Đại học Dược Hà Nội Mục đích đối tượng nghiên cứu 1.1 Mục đích: - Tổng hợp số dẫn chất hydantoin thuộc dãy 5halogenoarylidenhydantoin dẫn chất base Mannich - Thử sàng lọc hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư chất tổng hợp 1.2 Đối tượng nghiên cứu: Hóa chất, dung mơi thiết bị nghiên cứu 2.Phương pháp nghiên cứu sử dụng: - Phương pháp tổng hợp 5-arylidenhydanotin dẫn chất base Mannich - Phương pháp xác định cấu trúc - Phương pháp thử tác dụng kháng tế bào ung thư 3.Kết kết luận 3.1 Kết - Tổng hợp dẫn chất 5-(3’-halogenoaryliden)hydantoin (I-III - Tổng hợp 12 dẫn chất base Mannich [I(a-d)-III(a-d)] dẫn chất 5-(3’-halogenoaryliden)hydantoin (I-III) - Thử tác dụng kháng tế bào ung thư 15 chất tổng hợp dòng tế bào 3.2 Kết luận 3.2.1 a) Đã tổng hợp 15 dẫn chất 5-(3’-halogenobenzyliden)hydantoin bao gồm hợp chất 5-(3’-halogenobenzylidenhydanton (I-III) 12 dẫn chất base Mannich (I(a-d)-III(a-d)) chất (I-III) Trong số 15 chất tổng hợp có 12 chất (I(a-d)-III(a-d)) chưa thấy công bố tài liệu tham khảo b) Tất chất tổng hợp được kiểm tra độ tinh khiết sắc ký lớp mỏng đo nhiệt độ nóng chảy Cấu trúc chất tổng hợp xác định phân tích phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ proton (1HNMR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (13C-NMR), phổ khối lượng (MS) chất (I-III) tiến hành đo phổ chiều (HMBC, HSQC) Kết thu cho phép kết luận chất tổng hợp có cấu trúc dự kiến 3.2.2 Đã thử tác dụng kháng tế bào ung thư 15 chất tổng hợp dòng tế bào ung thư người tế bào ung thư phổi A549, tê bào ung thư gan HepG2, tế bào ung thư đại tràng HCT116 tế bào ung thư biểu mô vú MCF7 Kết cho thấy có 11 chất (I(a-c),II, II(a-d),IIIa, IIIb, IIId) có hoạt tính kháng tế bào ung thư đại tràng HCT116 vi IC50=10,17ữ19,23àg/ml; cú cht (IIc) cú hot tớnh khỏng dòng tế bào ung thư biểu mơ vú MCF7 với IC50=18,62µg/ml Cả 15 chất khơng có hoạt tính kháng tế bào ung thư gan Hep-G2 tế bào ung thư phổi A549 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN TS Vũ Trần Anh Đỗ Thị Thu Hằng ... tính kháng tế bào ung thư 43 chất tổng hợp dòng tế bào ung thư người tế bào ung thư gan Hep-G2 tế bào ung thư phổi LU Kết cho thấy số 43 chất tổng hợp có dẫn chất 5arylidenhydantoin dẫn chất. .. Mannich Thử sàng lọc hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư chất tổng hợp CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP HYDANTOIN VÀ DẪN CHẤT Hydantoin (imidazolidin-2,4-dion) hợp chất hữu...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THỊ THU HẰNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 5- HALOGENOARYLIDENHYDANTOIN CHUYÊN