Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất mới của artemisinin chứa nhân quinazolinone và hoạt tính kháng một số dòng tế bào ung thư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất artemisinin chứa nhân quinazolinone hoạt tính kháng số dịng tế bào ung thư NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯỢNG Phuong.NTBCB190117@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Khắc Vũ Viện: Viện Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 04/2021 Chữ ký GVHD ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất artemisinin chứa nhân quinazolinone hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư Đề tài hỗ trợ tài từ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (HUST) theo dự án số T2020-TĐ-201 Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Trần Khắc Vũ, người tận tình bảo tơi suốt q trình làm luận văn, tạo điều kiện tốt để tơi hoàn thành thời hạn đạt mục tiêu đề Tôi xin cảm ơn đến thầy cô, anh chị bạn bè Viện Kỹ thuật hóa học, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ tơi nhiệt tình, động viên, khích lệ tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn! TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Lý chọn đề tài: Để tìm kiếm hợp chất có tác dụng độc tế bào dựa phương pháp lai hóa hai hợp chất có hoạt tính kháng u artemisinin quinazolinone Mục đích, phạm vi nghiên cứu: + Tổng hợp khoảng dẫn xuất artemisinin chứa khung quinazolinone + Thử tác dụng kháng dòng tế bào ung thư in vitro (ung thư vú ung thư phổi) Phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp sử dụng tổng hợp tinh chế sản phẩm: Sắc ký mỏng (SKBM) sắc ký cột + Phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): 1H-NMR, 13C-NMR + Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học: Phương pháp thử độ độc tế bào ung thư in vitro Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ xác nhận (phương pháp Monks, 1991) Kết luận: + Tổng hợp thành công chất trung gian chứa khung quinazolinone (58a-f) + Tổng hợp thành công dẫn xuất artemisinin chứa khung quinazolinone (59a-f) + Các hợp chất tổng hợp khẳng định cấu trúc phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR 13C NMR + Các hợp chất lai artemisinin với quinazolinone 59a-f thể tác dụng gây độc tế bào tốt so với DHA Ellipticine hai dòng tế bào ung thư SKLu-1 MCF-7, hợp chất 59e cho hoạt tính tốt với IC50 1,81 1,67 µM tương ứng MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan artemisinin 1.1.1 Giới thiệu artemisinin 1.1.2 Các phương pháp sản xuất artemisinin 1.1.3 Tác dụng dược lý chế tác dụng 1.1.4 Các dẫn xuất artemisinin hoạt tính gây độc tế bào 12 1.2 Tổng quan khung quinazolinone .27 1.2.1 Giới thiệu khung quinazolinone .27 1.2.2 Các phương pháp tổng hợp quinazolinone 27 1.2.3 Các dẫn xuất quinazolinone hoạt tính chống ung thư .29 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .33 2.1 Thiết bị, dụng cụ, hoá chất dùng tổng hợp 33 2.2 Các phương pháp sử dụng tổng hợp tinh chế sản phẩm 34 2.3 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm 34 2.4 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 34 2.4.1 Vật liệu hoá chất 34 2.4.2 Phương pháp xác định tính độc tế bào ung thư 34 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 36 3.1 Tổng hợp hợp chất trung gian 36 3.1.1 Tổng hợp hợp chất trung gian 1-bromo-2-(10βdihydroartemisinoxy) ethane 36 3.1.2 Tổng hợp hợp chất trung gian chứa khung quinazolinone 37 3.2 Tổng hợp dẫn xuất artemisinin chứa khung quinazolinone (59a-f)40 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 4.1 Tổng hợp hợp chất trung gian 1-bromo-2-(10βdihydroartemisinoxy) ethane 47 4.2 Tổng hợp chất trung gian chứa khung quinazolinone 47 4.2.1 Tổng hợp chất trung gian 6-hydroxy-2-methyl-4H-benzo[d][1,3] oxazin 4-one 47 4.2.2 Tổng hợp chất trung gian 58a-f 48 4.3 Tổng hợp dẫn xuất artemisinin chứa khung quinazolinone (59a-f) 51 4.4 Hoạt tính sinh học hợp chất 59a-f 55 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 65 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT H-NMR 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 TMS Tetramethylsilan δ (ppm) Độ chuyển dịch hóa học (tính theo phần triệu) MS Phổ khối lượng TLC Sắc ký mỏng (Thin Layer Chromatography) UV Ultraviolet S Singlet D Doublet T Triplet Q Quartet Dd double doublet M Multiplet J số tương tác spin-spin Rt Nhiệt độ phòng EtOH Ethanol MeOH Methanol EtOAc Ethyl acetate CH2Cl2 Diclomethane DMAP Dimethyl aminoprydin DMSO Dimethyl sulfoxide DMF Dimethylformamide HEPES 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid TMS Tetra methyl silan IC50 Nồng độ ức chế 50% phát triển EC50 Nồng độ 50% tác dụng tối đa GI50 Nồng độ ức chế tăng trưởng 50% TGI Tổng số ức chế tăng trưởng KSTSR Ký sinh trùng sốt rét DHA Dihyroartemisinin ART Artemisinin ARS Artesunate AM Artemether AE Arteether SAR Mối quan hệ cấu trúc hóa học với hoạt tính sinh học ER Màng lưới nội chất liên hợp ty thể In vivo Thử nghiệm y học sinh vật sống In vitro Thử nghiệm y học phịng thí nghiệm K562 Tế bào ung thư bệnh bạch cầu mãn tính HT-29 Tế bào ung thư đại trực tràng A549 Tế bào ung thư phổi không tế bào nhỏ MDA-MB- 231 Tế bào ung thư vú MDA-MB- 361 Tế bào ung thư vú T47D Tế bào ung thư vú HeLa Tế bào ung thư cổ tử cung H460 Tế bào ung thư phổi không tế bào nhỏ TK-10 Tế bào ung thư thận UACC-62 Tế bào u hắc tố MCF-7 Tế bào ung thư vú HL-60 Tế bào ung thư bạch cầu Mia PaCa-2 Tế bào ung thư tuyến tụy PC-3 Tế bào ung thư tuyến tiền liệt LS180 Tế bào ung thư ruột kết HepG2 Tế bào ung thư gan Hep3B Tế bào ung thư gan A2780 Tế bào ung thư buồng trứng OVCAR-3 Tế bào ung thư buồng trứng HCT-116 Tế bào ung thư ruột kết HSC-2 Tế bảo ung thư biểu mô tế bào vảy khoang miệng Ca.9-22 Tế bảo ung thư biểu mô tế bào vảy khoang miệng LNCaP Tế bào ung thư tuyến tiền liệt MV4-11 Tế bào ung thư bệnh bạch cầu CCRF-CEM Tế bào Leukemia DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Cây hao hoa vàng Hình Sơ đồ mơ tả q trình chiết artemisinin dung mơi hữu Hình Con đường sinh tổng hợp artemisinin Hình Cơ chế tác dụng artemisinin Hình Một số dẫn xuất bán tổng hợp artemisinin hệ 13 Hình Sự chuyển hóa hai đồng phân DHA 14 Hình Cấu trúc hóa học chất lai artemisinin-chalcone 5-11 18 Hình Cấu trúc hóa học chất lai artemisinin-coumarin 12-20 21 Hình Cấu trúc hóa học chất lai artemisinin-steroid 21-25 24 Hình 10 Cấu trúc hóa học chất lai artemisinin-quinoline 26-32 25 Hình 11 Ba đồng phân quinazolinone 27 Hình 12 Sơ đồ tổng hợp quinazolinone từ anthranilic acid formamide 28 Hình 13 Sơ đồ tổng hợp quinazolinone từ acetanilide urethane 28 Hình 14 Sơ đồ tổng hợp quinazolinone từ anthranilic acids với anhydride acide 29 Hình 15 Sơ đồ tổng hợp quinazolinone từ methyl anthranilate với cacbonimidate 29 Hình 16 Cấu trúc hóa học dẫn xuất quinazolinone chống ung thư 32 Hình Sơ đồ tổng hợp 1-bromo-2-(10β-dihydroartemisinoxy) ethane…… 47 Hình Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 57 48 Hình Cơ chế tạo thành hợp chất 57 48 Hình 4 Hình tổng hợp chất trung gian 58a-f 48 Hình Cơ chế tạo sản phẩm 58a-f 49 Hình Phổ 1H NMR chất 58b 50 Hình Phổ giãn 1H NMR chất 58b 50 Hình Phổ 13C NMR chất 58b 51 Hình Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất artemisinin chứa khung quinazolinone 59a-f 52 Hình 10 Phổ 1H-NMR chất 59b 53 Hình 11 Phổ giãn 1H-NMR chất 59b 53 Hình 12 Phổ giãn 1H-NMR chất 59b (tiếp) 54 Hình 13 Phổ 13C-NMR chất 59b 54 Hình 14 Hoạt tính gây độc tế bào 59a-f chống lại hai dòng tế bào ung thư người 57 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Hoạt tính chống ung thư artemisinin, artesunate dihydroartemisinin 15 Bảng Hiệu suất phản ứng tổng hợp 58a-f 59a-f……….… …… 55 Bảng Hoạt tính gây độc tế bào in vitro hợp chất 59a-f…….…… 55 Phụ lục 12 Phổ 13C-NMR chất 58e 77 Phụ lục 13 Phổ 1H-NMR chất 58f 78 Phụ lục 14 Phổ 13C-NMR chất 58f 79 Phụ lục 15 Phổ 1H-NMR chất 59a 80 Phụ lục 16 Phổ 13C-NMR chất 59a 81 Phụ lục 17 Phổ 1H-NMR chất 59b 82 Phụ lục 18 Phổ 13C-NMR chất 59b 83 Phụ lục 19 Phổ 1H-NMR chất 59c 84 Phụ lục 20 Phổ 13C-NMR chất 59c 85 Phụ lục 21 Phổ 1H-NMR chất 59d 86 Phụ lục 22 Phổ 13C-NMR chất 59d 87 Phụ lục 23 Phổ 1H-NMR chất 59e 88 Phụ lục 24 Phổ 13C-NMR chất 59e 89 Phụ lục 25 Phổ 1H-NMR chất 59f 90 Phụ lục 26 Phổ 13C-NMR chất 59f 91 ... không tế bào nhỏ MDA-MB- 231 Tế bào ung thư vú MDA-MB- 361 Tế bào ung thư vú T47D Tế bào ung thư vú HeLa Tế bào ung thư cổ tử cung H460 Tế bào ung thư phổi không tế bào nhỏ TK-10 Tế bào ung thư. .. tâm dẫn xuất artemisinin quinazolinone, đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất artemisinin chứa nhân quinazolinone hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư? ?? thực hy vọng cung cấp khả chống ung thư. .. UACC-62 Tế bào u hắc tố MCF-7 Tế bào ung thư vú HL-60 Tế bào ung thư bạch cầu Mia PaCa-2 Tế bào ung thư tuyến tụy PC-3 Tế bào ung thư tuyến tiền liệt LS180 Tế bào ung thư ruột kết HepG2 Tế bào ung thư