Nghiên cứu tổng hợp các hợp chất lai của một số triterpenoid có chứa nhóm benzamide và hydroxamate

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐINH THỊ CÚC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA MỘT SỐ TRITERPENOID CÓ CHỨA NHÓM BENZAMIDE VÀ HYDROXAMATE LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội-2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐINH THỊ CÚC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA MỘT SỐ TRITERPENOID CĨ CHỨA NHĨM BENZAMIDE VÀ HYDROXAMATE Chun ngành : Hóa hữu Mã số : 9.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: GS.TS.Nguyễn Văn Tuyến 2: TS.Lê Nhật Thùy Giang Hà Nội-2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng cộng Các kết luận án có nguồn gốc rõ ràng công bố theo quy định Đây kết tự nghiên cứu, phân tích trình bày cách trung thực khách quan, phù hợp với yêu cầu luận án tiến sĩ Hóa học Các kết chưa công bố luận án Nghiên cứu sinh Đinh Thị Cúc LỜI CẢM ƠN Với lòng chân thành biết ơn sâu sắc, em xin cảm ơn GS.TS.Nguyễn Văn Tuyến, TS.Lê Nhật Thùy Giang, TS.Đặng Thị Tuyết Anh người thầy vô tận tậm nhiệt huyết định hướng giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu Viện Hóa Học Tơi xin cảm ơn anh, chị, bạn em cán nghiên cứu sinh phòng Hóa dược phòng Hóa sinh mơi trường - Viện Hóa Học, nơi học tập công tác chia sẻ công việc động viên tinh thần để tơi vượt qua khó khăn vất vả suốt thời gian nghiên cứu học tập Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới tồn thể gia đình, bạn bè người thân gia đình tơi Mọi người khơng nguồn động lực mà chỗ dựa vật chất tinh thần, nguồn tiếp sức mạnh lớn giúp vượt qua khó khăn để hồn thiện luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng … năm … Đinh Thị Cúc i MỤC LỤC MỤC LỤC .i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC SƠ ĐỒ v DANH MỤC HÌNH .vii DANH MỤC BẢNG ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng hợp hoạt tính sinh học dẫn xuất triterpenoid 1.1.1 Tổng hợp betulin hoạt tính sinh học dẫn xuất betulin .3 1.1.2 Một số hợp chất lai triterpenoid hoạt tính chống HIV, chống ung thư .7 1.2 Tổng hợp hoạt tính sinh học hợp chất benzamide 11 1.3 Tổng hợp hoạt tính sinh học hợp chất hydroxamate .15 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 27 2.1 Hóa chất dung môi 27 2.2 Định tính phản ứng kiểm tra độ tinh khiết hợp chất sắc kí lớp mỏng 27 2.3 Phương pháp thiết bị nghiên cứu 27 2.4 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư 28 2.5 Tổng hợp hợp chất lai số triterpenoid có chứa nhóm benzamide 28 2.5.1 Tổng hợp dẫn xuất ester betulin (76a-f) 28 2.5.2 Quy trình tổng hợp hợp chất trung gian 79a-b 69 .32 2.5.3 Quy trình tổng hợp hợp chất trung gian 81, 82 86 34 2.5.4 Quy trình tổng hợp hợp chất 77a-e, 80, 83a, 84, 85, 87 88a 36 2.5.5 Quy trình tổng hợp hợp chất 83b 88b 45 2.6 Tổng hợp hợp chất lai số triterpenoid có chứa nhóm hydroxamate 47 ii 2.6.1 Quy trình tổng hợp dẫn xuất amide trung gian 91, 93 95 47 2.6.2 Quy trình tổng hợp hợp chất lai có chứa nhóm hydroxamate 89ah, 90a-b, 92a-b, 94a-b, 96a-b 49 2.7 Hoạt tính chống ung thư hợp chất lai có chứa nhóm benzamide hydroxamate 60 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 3.1 Kết tổng hợp hợp chất lai số triterpenoid có chứa nhóm benzamide 65 3.1.1 Kết tổng hợp hợp chất lai betulin có chứa nhóm benzamide qua cầu nối ester 67 3.1.2 Kết tổng hợp hợp chất lai diacid pentacyclic triterpenoid có chứa nhóm benzamide 78 3.1.3 Kết tổng hợp hợp chất lai betulinic acid có chứa nhóm benzamide 84 3.1.4 Kết tổng hợp hợp chất lai số triterpenoid khác có chứa nhóm benzamide 86 3.2 Kết tổng hợp hợp chất lai số triterpenoid có chứa nhóm hydroxamate 92 3.2.1 Kết tổng hợp hợp chất lai betulin có chứa nhóm hydroxamate qua cầu nối ester 92 3.2.2 Kết tổng hợp hợp chất lai số triterpenoid khác có chứa nhóm hydroxamate qua cầu nối amide 101 3.3 Hoạt tính chống ung thư hợp chất lai 109 KẾT LUẬN 113 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN 114 CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT  (ppm) Độ dịch chuyển hóa học (phần triệu) 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 ( C-Nuclear Magnetic Resonance) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( H-Nuclear Magnetic Resonance) C-NMR H-NMR 13 J Hằng số tương tác (Hz) IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectrometry) MS MS Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) CDI Carbonyl diimidazole DBU 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene DCC N,N'-Dicyclohexyl carbodiimide DCM Dichloromethane DIEPA N,N-Diisopropylethylamine DMAP 4-Dimethylaminopyridine DMF Dimethylformamide DMSO-d6 Dimethylsulfoxide deutri hóa HNMeOH.HCl N-methylhydroxylammonium hydrochloride HNMeOMe.HCl N,O-dimethylhydroxylammonium hydrochloride EDC.HCl 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide HCl HOBt 1-hydroxybenzotriazole TEA Triethylamine (Et3N ) TFA Trifluoroacetic acid THF Tetrahydrofuran TSA Trichostatin A HRMS high resonance mass spectrometry (phổ khối phân giải cao) iv EC50 Half maximal effective concentration (Nồng độ ức chế 50% ) IC50 The half maximal inhibitory concentration EGFR Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì HDAC Histon deaxetylase rfx Reflux (hồi lưu) rt Room temperature (nhiệt độ phòng) h Giờ H Hiệu suất tC 3TC Nhiệt độ nóng chảy d4T Stavudine AZT Zidovudine US-FDA Cục quản lý thực phẩm dược phẩm Mỹ AML Ung thư bạch cầu tủy bào cấp ALL Ung thư bạch cầu cấp MDS Hội chứng loạn sản tủy MGC-803 Ung thư dày PC3 Ung thư tiền liệt tuyến Bcap-37 Ung thư biểu mô cổ tử cung A375 Ung thư da MCF-7 Ung thư vú KB Ung thư biểu mô Hep-G2 Ung thư gan SW620 Ung thư đại tràng CTPT Công thức phân tử o Lamivudine v DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Tổng hợp dẫn xuất ester betulin nicotinic acid Sơ đồ 1.2: Tổng hợp dẫn xuất ester 8-13 Sơ đồ 1.3: Tổng hợp dẫn xuất amide 14…………………………………… Sơ đồ 1.4: Tổng hợp số dẫn xuất ester-amide 16a-c Sơ đồ 1.5: Tổng hợp số dẫn xuất carbamate 18-21 Sơ đồ 1.6: Tổng hợp chất lai 23, 25a-b betulin AZT qua liên kết ester Sơ đồ 1.7: Tổng hợp chất lai 26a-b betulin 3TC qua liên kết ester .8 Sơ đồ 1.8: Tổng hợp dẫn chất lai triterpenoid-AZT qua cầu nối ester-triazole Sơ đồ 1.9: Tổng hợp dẫn chất lai triterpenoid-AZT qua cầu nối amide-triazole 10 Sơ đồ 1.10: Tổng hợp hợp chất benzamide 42a-f 13 Sơ đồ 1.11: Tổng hợp dẫn chất benzamide 40a-c 13 Sơ đồ 1.12: Tổng hợp hợp chất benzamide 52a-j 14 Sơ đồ 1.13: Tổng hợp hợp chất hydroxamate 57a-d 17 Sơ đồ 1.14: Tổng hợp hợp chất 59a-g 17 Sơ đồ 1.15: Tổng hợp hợp chất 61a-o 19 Sơ đồ 1.16: Tổng hợp hợp chất 64a-e 20 Sơ đồ 1.17: Tổng hợp hợp chất 67a-e 21 Sơ đồ 1.18: Tổng hợp hợp chất 70a-d, 71a-k 22 Sơ đồ 1.19: Tổng hợp hợp chất 73a-h 24 Sơ đồ 1.20: Tổng hợp hợp chất hydroxamate 75a-c .25 Sơ đồ 3.1: Chiến lược tổng hợp luận án 64 Sơ đồ 3.2: Cơ chế hình thành liên kết –CONH 68 Sơ đồ 3.3: Tổng hợp hợp chất 77a-e 67 Sơ đồ 3.4: Cơ chế hình thành hợp chất 77c 82 Sơ đồ 3.5: Tổng hợp hợp chất 80 85 Sơ đồ 3.6: Tổng hợp hợp chất 83a-b 87 Sơ đồ 3.7: Tổng hợp hợp chất 84 85 87 113 KẾT LUẬN 1.Luận án nghiên cứu tổng hợp thành công 13 hợp chất lai số triterpenoid có chứa nhóm benzamide, bao gồm: + hợp chất betulin có chứa nhóm benzamide qua cầu nối ester (77ae) +3 hợp chất dẫn xuất diacid pentacyclic triterpenoid có chứa nhóm benzamide (80, 83a-b) +2 hợp chất betulinic acid có chứa nhóm benzamide (84, 85) +1 hợp chất ursolic acid có chứa nhóm benzamide (87) + hợp chất 3β-acetoxy-21-oxolup-18-ene-28-oic acid có chứa nhóm benzamide (88a-b) 2.Luận án nghiên cứu tổng hợp thành công 16 hợp chất lai số triterpenoid có chứa nhóm hydroxamate bao gồm : + hợp chất betulin có chứa nhóm hydroxamate qua cầu ester (89a-h) + hợp chất 3β-acetoxy-21-oxolup-18-ene-28-oic acid có chứa nhóm hydroxamate (90a-b 92a-b) + hợp chất betulinic acid có chứa nhóm hydroxamate qua cầu nối amide (94a-b) +2 hợp chất hợp chất 81 có chứa nhóm hydroxamate qua cầu nối amide (96a-b) Luận án tổng hợp dẫn xuất amide 91, 93, 95 Đây dẫn xuất chưa thấy mô tả tài liệu tham khảo Đã chứng minh cấu trúc 29 hợp chất tổng hợp phương pháp phổ đại phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân ( H-NMR, 13 C-NMR, phổ khối lượng phân giải cao (HRMS) Đã thử hoạt tính gây độc tế bào 29 hợp chất hai dòng tế bào ung thư người tế bào KB (ung thư biểu mô) tế bào HepG2 (ung thư gan) Kết cho thấy có hợp chất 89c, 89e, 89f, 92a, 96b có hoạt tính tốt với giá trị IC50