Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất quinazolin

VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HĨA HỌC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT QUINAZOLIN Chuyên ngành : Hóa học hữu Mã số : 9.44.27.01 Người thực : Đinh Thúy Vân Cơ quan công tác : Khoa Hóa học- Đại học Sư phạm- Đại học Thái Nguyên Ngƣời hƣớng dẫn: Hƣớng dẫn 1: GS.TS Nguyễn Văn Tuyến Hƣớng dẫn 2: TS Đặng Thị Tuyết Anh HÀ NỘI – 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng cộng Các liệu trình bày, phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi 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 nghiên cứu khác Nghiên cứu sinh Đinh Thúy Vân i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới người thầy GS.TS Nguyễn Văn Tuyến, người thầy vô tận tậm nhiệt huyết định hướng dìu dắt tơi suốt trình học tập nghiên cứu Viện Hóa Học Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại Học Sư Phạm- Đại học Thái Nguyên, Ban tổ chức cán bộ, Lãnh đạo Khoa Hóa học, Bộ mơn Hóa Ứng dụng tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành chương trình học tập cơng việc giao Tôi xin cảm ơn anh, chị, bạn chị em cán NCS phòng Hóa Dược – Viện Hóa Học, người chia sẻ niềm vui, nỗi buồn, lo lắng công việc học tập Tôi xin cảm ơn thầy, cô, anh chị em đồng nghiệp, người cổ vũ giúp đỡ công việc động viên tinh thần để tơi vượt qua khó khăn vất vả suốt thời gian học tập Đặc biệt, lời cảm ơn sâu sắc xin gửi đến gia đình, bố mẹ, anh-chị- em, chồng, Mọi người không nguồn động lực mà chỗ dựa vật chất tinh thần, nguồn tiếp sức mạnh lớn giúp NCS vượt qua khó khăn để hồn thiện luận án Xin chân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2019 Tác giả Đinh Thúy Vân ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.TỔNG QUAN VỀ LỚP CHẤT QUINAZOLINE 1.1.1 Những nghiên cứu nước tổng hợp dẫn xuất quinazoline 1.1.2 Chuyển hóa vị trí C-2 N-3 khung quinazoline 10 1.1.3 Nghiên cứu nước quinazoline 19 1.2 TỔNG QUAN VỀ THUỐC ERLOTINIB 19 1.2.1 Cấu trúc, tính chất vật lý tính chất phổ Erlotinib hydrochloride 19 1.2.2 Hoạt tính sinh học erlotinib hydrochloride .20 1.2.3 Những nghiên cứu nước tổng hợp erlotinib hydrochloride 21 1.2.4 Tình hình nghiên cứu nước tổng hợp erlotinib 28 1.3 PHẢN ỨNG CLICK 29 1.4 KỸ THUẬT PROTEIN DOCKING……………………………………… ….30 1.4.1 Phương pháp Protein docking……………………………………… ………30 1.4.2 Quy trình docking……………………………………………………… … 32 1.5 NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN……………………………………….33 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM .34 2.1 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ .34 2.1.1 Hóa chất dung mơi .34 2.1.2 Định tính phản ứng kiểm tra độ tinh khiết hợp chất sắc kí lớp mỏng .34 2.1.3 Phương pháp thiết bị nghiên cứu 34 2.1.4 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư .35 2.2 TỔNG HỢP ERLOTINIB VÀ CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA NÓ 35 2.2.1 Tổng hợp erlotinib 35 2.2.2 Tổng hợp hợp chất lai erlotinib azide qua cầu nối triazole 40 2.3 TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT QUINAZOLINE CHỨA NHĨM CROWN ETHERỞ VỊ TRÍ C-6, C-7 42 2.3.1 Quy trình tổng hợp hợp chất 112a, b 42 2.3.2 Quy trình tổng hợp hợp chất 116a, b 44 2.3.3 Quy trình tổng hợp hợp chất 115a, b 45 2.3.4 Quy trình tổng hợp hợp chất 117a-d 46 iii 2.3.5 Quy trình tổng hợp hợp chất 119a-d 47 2.4 TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA DẪN XUẤT CROWN ETHERQUINAZOLINE-4-AMINE (119A-D) VỚI CÁC AZIDE QUA CẦU NỐI TRIAZOLE 49 2.4.1 Tổng hợp hợp chất lai N-(3-ethynylphenyl)quinazoline-4-amine (119a) với azide qua cầu nối triazole 50 2.4.2 Tổng hợp hợp chất lai N-(3-ethynylphenyl)-[1,3]dioxolo[4,5-g]quinazoline8-amine (119b) 51 2.4.3 Tổng hợp hợp chất lai N-(3-ethynylphenyl)-7,8-dihydro-[1,4]dioxino[2,3g]quinazoline-4-amine (119c) 54 2.4.4 Tổng hợp hợp chất lai N-(3-ethynylphenyl)-8,9-dihydro-7H-[1,4] dioxepino [2,3-g] quinazoline-4-amine (119d) 56 2.5 HOẠT TÍNH CHỐNG UNG THƯ CỦA CÁC DẪN XUẤT QUINAZOLINE 57 2.6 NGHIÊN CỨU DOCKING CÁC HỢP CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC .58 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 3.1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 59 3.2 TỔNG HỢP ERLOTINIB HYDROCLORIDE 61 3.2.1 Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)-benzoic acid (107) .64 3.2.2 Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile (108) 66 3.2.3 Tổng hợp 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-nitrobenzonitrile 102 67 3.2.4 Tổng hợp 2-amino-4,5-bis(2-methoxyethoxy)-benzonitrile 102 70 3.2.5 Nghiên cứu tổng hợp erlotinib 105 73 3.2.6 Tổng hợp muối erlotinib hydrocloride 93 .80 3.3 TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA ERLOTINB- TRIAZOLE 83 3.4 TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA DẪN XUẤT QUINAZOLINE CHỨA NHÓM CROWN ETHERỞ VỊ TRÍ C-6, C-7 88 3.4.1 Tổng hợp hợp chất 119a, 119b từ benzaldehyd 89 3.4.2 Tổng hợp hợp chất 119c, 119d từ acid 3,4-dihidroxy benzoic (106) 90 3.5 TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI QUINAZOLINE- TRIAZOLE 95 3.5.1 Tổng hợp hợp chất lai dẫn xuất 119a 96 3.5.2 Tổng hợp hợp chất lai dẫn xuất 119b 100 3.5.3 Tổng hợp hợp chất lai dẫn xuất 119c 104 3.5.4 Tổng hợp hợp chất lai dẫn xuất 119d 108 iv 3.6 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT QUINAZOLINE, QUINAZOLINE-TRIAZOLE 110 KẾT LUẬN 112 ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN 116 CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 v DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Quy trình tổng hợp dẫn xuất crown etherquinazoline Sơ đồ 1.2: Tổng hợp dẫn xuất gefitinib với nhóm dị vòng cạnh Sơ đồ 3: Quy trình tổng hợp dẫn xuất morpholin-3-on chứa khung quinazoline Sơ đồ 1.4: Quy trình tổng hợp hợp chất oxazine-quinazoline oxazepine-quinazoline Sơ đồ 1.5: Tổng hợp 4-anilino-6-bromoquinazoline dẫn xuất 6-fluorophenyl chúng 10 Sơ đồ 1.6: Quy trình tổng hợp dẫn xuất quinazoline 11 Sơ đồ 1.7: Tổng hợp số quinazoline-isatine liên hợp 11 Sơ đồ 1.8: Tổng hợp số semicacbazide semicabazone chứa khung quinazoline từ acid anthranilic 12 Sơ đồ 1.9: Quy trình tổng hợp hợp chất quinazoline chứa nhóm 1-adamatanamine 14 Sơ đồ 1.10: Quy trình tổng hợp hợp chất quinazoline chứa nhóm 1adamatanecarbonyl 14 Sơ đồ 1.11: Tổng hợp hợp chất ức chế kép EGFR/HDAC HER2/HDAC 16 Sơ đồ 1.12: Quy trình tổng hợp hợp chất lai ức chế kép VEGFR-2/HDAC 17 Sơ đồ 1.13: Quy trình tổng hợp chất ức chế kép HDAC/RTK 17 Sơ đồ 1.14 : Tổng hợp N’- (quinazoline-4-yl) isonicotinohydrazide sử dụng 4chloroquinazoline, isonicotinohydrazide 18 Sơ đồ 1.15: Tổng hợp erlotinib từ methyl-3,4-dihydroxybenzoat 22 Sơ đồ 1.16: Tổng hợp erlotinib hydrochloride từ hợp chất 98 23 Sơ đồ 1.17: Tổng hợp erlotinib hydrochloride từ hợp chất 102 23 Sơ đồ 1.18 Cơ chế hình thành hợp chất erlotinib 105 từ hợp chất 104 3-ethynyl aniline 24 Sơ đồ 1.19: Tổng hợp erlotinib từ hợp chất 3,4-dihydroxybenzoic acid 25 Sơ đồ 1.20: Cơ chế hình thành erlotinib từ hợp chất 104 26 Sơ đồ 1.22: Tổng hợp erlotinib hydrochloride theo Leila Barghi 28 Sơ đồ 1.23: Phản ứng “click” nhiệt 29 Sơ đồ 1.24: Phản ứng “click” dùng xúc tác Cu(I) 29 Sơ đồ 1.24: Phản ứng “click” dùng xúc tác phức [Cp*(RuCl(PPh3)2] 30 Sơ đồ 3.1: Quy trình tổng hợp erlotinib hydrocloride 93 60 vi Sơ đồ 3.2: Tổng hợp hợp chất lai dẫn xuất quinazoline 119a-d với azide qua cầu nối triazole 61 Sơ đồ 3.3: Tổng hợp hợp chất lai dẫn xuất quinazoline 119a-d với azide qua cầu nối triazole………………………………………………………… 61 Sơ đồ 3.4: Tổng hợp erlotinib 105 từ 2-amino-4,5-bis(2-methoxy-ethoxy) benzonitrile 103………………………….………………………………… …….61 Sơ đồ 3.5: Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzoic acid 107 64 Sơ đồ 3.6: Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzoic acid 107 theo quy trình one-pot 66 Sơ đồ 3.7: Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile 108 66 Sơ đồ 3.8: Tổng hợp hợp chất 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-nitrobenzonitrile 102 68 Sơ đồ 3.9: Tổng hợp hợp chất 103 70 Sơ đồ 3.10: Tổng hợp hợp chất 103 71 Sơ đồ 3.11: Tổng hợp hợp chất formamidine 104 73 Sơ đồ 3.12: Tổng hợp erlotinib 105 từ hợp chất trung gian formamidine 104 75 Sơ đồ 3.13: Tổng hợp erlotinib hydrocloride 93 80 Sơ đồ 3.14: Sơ đồ tổng hợp hợp chất 119a, 119b từ 3,4-dihidroxy benzoic 89 Sơ đồ 3.15: Sơ đồ tổng hợp hợp chất 119c, 119d từ 3,4-dihidroxy benzoic 90 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1: Cấu trúc Quinazoline Hình 2: Cấu trúc hóa học số hợp chất quinazoline ức chế EGFR Hình 1.3: Thiết kế tổng hợp hợp chất dị vòng [1,4]dioxino[2,3-f]quinazoline Hình 1.4: Cấu trúc erlotinib hydrocloride 20 Hình 3.1: Phổ IR hợp chất 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile 108 67 Hình 3.2: Phổ IR hợp chất 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-nitrobenzonitrile 102 69 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR hợp chất 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-nitrobenzonitrile 102 69 Hình 3.4: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất 102 70 Hình 3.5: Phổ IR hợp chất 2-amino-4,5-bis(2-methoxyethoxy)-benzonitrile 103 72 Hình 3.6: Phổ 1H-NMR hợp chất trung gian 104 74 Hình 3.7: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất formamidine 104 75 Hình 3.8: Phổ 1H-NMR hợp chất phenylbenzamidine 109 76 Hình 3.9: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất phenylbenzamidine 109 76 Hình 3.10: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất phenylbenzamidine 109 77 Hình 3.11: Phổ 1H NMR hợp chất erlotinib 105 78 Hình 3.12: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất erlotinib 105 78 Hình 3.13: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất erlotinib 105 79 Hình 3.14 Phổ MS hợp chất erlotinib 105 79 Hình 3.15: Phổ 1H-NMR hợp chất erlotinib hydrochloride 93 81 Hình 3.16: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất erlotinib hydrochloride 93 82 Hình 3.17: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất 93 82 Hình 3.18: Phổ giãn 13C-NMR hợp chất 93 83 Hình 3.19: Cấu trúc hóa học số đặc trưng vật lý hợp chất 84 Hình 3.20: Phổ 1H-NMR 105b 85 Hình 3.21: Phổ 1H-NMR giãn hợp chất 105b 86 Hình 3.22: Phổ 1H-NMR giãn hợp chất 105b 86 Hình 3.23: Phổ 13C-NMR hợp chất 105b 87 Hình 3.24: Phổ IR hợp chất 105b 88 Hình 3.25: Phổ HR-MS hợp chất 105b 88 Hình 3.26: Cấu trúc hợp chất 4-aminoquinazoline chứa nhóm crown etherở vị trí C6, C-7 119a-d 91 Hình 3.27: Phổ 1H-NMR hợp chất 119a 92 viii Hình 3.28: Phổ 1H-NMR giãn hợp chất 119a 92 Hình 3.29: Phổ 1H-NMR hợp chất 119b 93 Hình 3.30: Phổ 1H-NMR giãn hợp chất 119b 94 Hình 3.31: Phổ 1H-NMR giãn hợp chất 119c 94 Hình 3.32: Cấu trúc hóa học đặc trưng vật lí hợp chất lai 120a-d 97 Hình 3.33 : Phổ 1H-NMR giãn hợp chất 120a 98 Hình 3.34: Phổ 13C-NMR hợp chất 120a 99 Hình 3.35: Phổ 13C-NMR giãn hợp chất 120d 99 Hình 3.36: Cấu trúc hợp chất 121d tương tác HMBC 100 Hình 3.37: Phổ giãn HMBC hợp chất 121d 100 Hình 3.38: Phổ giãn HMBC hợp chất 121 d 102 Hình 3.39: Phổ HSQC hợp chất 121d 103 Hình 3.40: Phổ IR chất 121d 103 Hình 3.41: Phổ 1H-NMR giãn chất 121d 104 Hình 3.42: Cấu trúc phân tử hợp chất 122a 105 Hình 3.43: Phổ HMBC giãn hợp chât 122a 106 Hình 3.44: Phổ HSQC hợp chất 122a 107 Hình 3.45: Cấu trúc hóa học đặc trưng vật lí hợp chất lai 123a-c 108 Hình 3.46: So sánh tương đồng tín hiệu phổ 1H-NMR hai chất 123a 123c 109 Hình 3.47: Sơ đồ 2D thể tương tác docking hợp chất 120d, 122a, 122b, 123c với vị trí hoạt động đích protein EGFR…………………………… 112 Hình 3.48: Cấu trúc số hợp chất lai có hoạt tính tốt 114 ix Phổ HMBC giãn hợp chất 122a PL50 Phổ HMBC giãn hợp chất 122a PL51 Phổ HMBC giãn hợp chất 122a PL52 Phổ HSQC giãn hợp chất 122a PL53 Phổ IR hợp chất 122a Phổ MS hợp chất 122a PL54 Phổ IR hợp chất 122b Phổ 1H-NMR hợp chất 122b PL55 Phổ 13C-NMR hợp chất 122b Phổ 1H-NMR hợp chất 122c PL56 Phổ 13C-NMR hợp chất 122c Phổ 1H-NMR hợp chất 122d PL57 Phổ 13C-NMR hợp chất 122d Phổ MS hợp chất 122d PL58 Phổ 1H-NMR hợp chất 123a Phổ 13C-NMR hợp chất 123a PL59 Phổ MS hợp chất 123a Phổ 1H-NMR hợp chất 123b PL60 Phổ 13C-NMR hợp chất 123b Phổ 1H-NMR hợp chất 123c PL61 Phổ 1H-NMR hợp chất 123c Phổ MS hợp chất 123c PL62 ... nguyên liệu bào chế thuốc điều trị ung thư phổi tế bào nhỏ, đồng thời nghiên cứu tổng hợp số hợp chất lai chứa khung quinazoline với nhóm R khác Các hợp chất lai cho hoạt tính gây độc tế bào ung... ? ?Nghiên cứu tổng hợp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào hợp chất quinazolin? ?? hướng nghiên cứu có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu luận án: Nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp thuốc erlotinib... NH R N N R Các chất tổng hợp nghiên cứu đạt hiệu suất cao từ 54 đến 97% Cho thấy phương pháp hiệu tổng hợp dẫn xuất quinazoline 1.1.1.3 Tổng hợp hợp chất lai quinazoline Tổng hợp hợp chất có cấu