Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất mới quinazolinone chứa mạch liên hợp 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 quinazolinone chứa mạch liên hợp hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư NGUYỄN HƯƠNG LINH nguyenhuonglinh1412@gmail.com Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Khắc Vũ Viện: Kỹ thuật hóa học HÀ NỘI, 04/2021 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Hương Linh Đề tài luận văn: Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất quinazolinone chứa mạch liên hợp hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số SV: CB190119 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 28/04/2021 với nội dung sau: - Bổ sung mục tiêu phần đặt vấn đề Sửa lại tên Trung tâm Phổ ứng dụng, Viện Hóa học thay cho Phịng phân tích cấu trúc, Viện Hóa học trang 29 Chỉnh sửa số liệu phổ hợp chất 85b trang 33 Bổ sung thống phần tài liệu tham khảo Chỉnh sửa lỗi tả Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất quinazolinone chứa mạch liên hợp hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ đạt mục tiêu đề ra, nhận giúp đỡ tận tâm thầy cô, bạn bè nhà trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới: Các thầy giáo Viện Kỹ thuật Hóa Học - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội truyền đạt kiến thức quý báu suốt thời gian học cao học trường PGS.TS Trần Khắc Vũ, thầy người tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình làm luận văn, thầy tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành đề tài Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè người thân ln bên cạnh tơi để động viên, khích lệ tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn thạc sĩ TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Đề tài luận văn tập trung vào việc tổng hợp dẫn xuất chứa khung quinazolinone chứa mạch nhánh liên hợp thử tác dụng kháng u với số dòng tế bào ung thư Sử dụng phương pháp nghiên cứu: - Trong tổng hợp tinh chế sản phẩm sắc ký mỏng, sắc ký cột, kết tinh dung môi hỗn hợp dung môi - Sử dụng phương pháp đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, phổ 13 C-NMR nghiên cứu cấu trúc sản phẩm - Sử dụng phản ứng hữu cơ để tổng hợp chất trung gian hợp chất đích như: phản ứng thế, cộng, phản ứng thủy phân…với nhiều xúc tác đại Kết đạt được: Tổng hợp 12 dẫn xuất quinazolinone chứa hệ liên hợp Thử nghiệm tác dụng gây độc với hai dòng tế bào ung thư người cho thấy nửa số hợp chất thể tác dụng gây độc tế bào HePG-2 (ung thư gan) SKLu1 (ung thư phổi) Kết phù hợp với mục tiêu đề ra, sở tìm thêm hướng với để phát triển loại thuốc chống ung thư tốt HỌC VIÊN (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung quinazolinone 1.2 Phương pháp tổng hợp quinazolinone 1.2.1 Tổng hợp dẫn xuất 2-substituted-4(3H)-quinazolinone 1.2.2 Tổng hợp dẫn xuất 3-substituted-4(3H)-quinazolinone 1.2.3 Tổng hợp dẫn xuất 2,3-disubstituted-4(3H) quinazolinone 1.2.4 Tổng hợp dẫn xuất 2,4-disubstituted-4(3H) quinazolinone 1.3 Một số hoạt tính sinh học dẫn xuất quinazolinone 10 1.3.1 Hoạt tính chống động kinh 10 1.3.2 Hoạt tính chống ung thư 15 1.3.3 Hoạt tính kháng khuẩn chống vi trùng 22 1.3.4 Hoạt tính kháng viêm 26 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Thiết bị, hóa chất, dụng cụ dung tổng hợp 28 2.2 Hóa chất 28 2.3 Các phương pháp sử dụng tổng hợp tinh chế sản phẩm 28 2.4 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm 29 2.5 Các phương pháp tổng hợp 29 2.6 Thử nghiệm hoạt tính sinh học 29 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 31 3.1 Tổng hợp 6-hydroxy-2methyl-4H-benzo[d][1,3]oxazin-4-one (83) 31 3.2 Tổng hợp dẫn xuất chất trung gian: 3-butyl-6-hydroxy-2-methylquinazolin4(3H)-one (84) 31 3.3 Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone chứa mạch liên hợp (85a-l) 32 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 4.1 Tổng hợp chất trung gian: 6-hydroxy-2methyl-4H-benzo[d][1,3]oxazin-4-one (83) 39 4.2 Tổng hợp chất trung gian 84 40 4.3 Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone chứa hệ liên hợp 85a-l 43 4.4 Hoạt tính sinh học 47 KẾT LUẬN 49 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 53 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton H NMR 13 C NMR Magnetic Resonance Spectroscopy) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) EtOH Ethanol EtOAc Ethylacetate MeOH Methanol UV Ultraviolet s Singlet d Doublet t Triplet q Quartet dd Doublet doublet m Multiplet δ Độ chuyển dịch hóa học ppm part per million J Hằng số tương tác spin-spin DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Một số dạng đồng phân quinazoline quinazolinone Hình 1.2: Cấu trúc Febrifugine Isofebrifugine Hình 1.3: Một số loại thuốc có chứa nhân quinazolinone Hình 1.4: Sơ đồ tổng hợp 6-chloro-2-methylquinazolin-4(3H)-one Hình 1.5: Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 2-methylquinazolin-4(3H)-one Hình 1.6: Tổng hợp dẫn suất quinazolinone Hình 1.7: Tổng hợp dẫn suất quinazolinone Hình 1.8: Tổng hợp dẫn suất 3-substituted-4(3H)-quinazolinone Hình 1.9: Tổng hợp dẫn suất 3-substituted-4(3H)-quinazolinone Hình 1.10: Tổng hợp hợp chất 24 Hình 1.11: Tổng hợp l-vasicinone Hình 1.12: Tổng hợp dẫn suất 2,3-Disubstituted-4(3H) quinazolinone 31 Hình 1.13:Tổng hợp dẫn suất 2,3-disubstituted-4(3H) Hình 1.14: Tổng hợp dẫn suất 2,3-disubstituted-4(3H) (36a-c) Hình 1.15: Tổng hợp quinazolinone 41 từ 1-acetyl-1-methylhydrazine Hình 1.16: Tổng hợp 2,4-dihydroxyquinazolines CO2 siêu tới hạn Hình 1.17: Tổng hợp mono và dialkyl quinazolinedione 11 Hình 1.18: Các dẫn xuất quinazolinone có hoạt tính chống ung thư 15 Hình 1.19: Tổng hợp hợp chất 54a-e, 55a-d 57a-f 16 Hình 1.20: Tổng hợp hợp chất 58a-d, 59a-d, 60a-g 61a-d 16 Hình 1.21: Tổng hợp hợp chất 65a-b, 66a-b, 68a-b 69a-b 17 Hình 1.22: Tổng hợp 2-methyl- (4H)-3-substituted quinazolin-4-one 74 23 Hình 1.23: Tổng hợp 2-phenyl- (4H)-3-substituted quinazolin-4-one 77 23 Hình 1.24: Tổng hợp dẫn xuất 2-phenyl-3-substituted (amino) quinazolin-4(3H)one 26 Hình 4.1: Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone chứa hệ liên hợp 39 Hình 4.2: Cơ chế hình thành sản phẩm trung gian 83 39 Hình 3: Cơ chế hình thành sản phẩm quinazolinone 84 40 Hình 4.4: Phổ 1H NMR chất 84 41 Hình 4.5: Phổ giãn 1H NMR chất 84 41 Hình 4.6: Phổ giãn 1H NMR chất 84 42 Hình 4.7: Phổ 13C NMR chất 84 43 Hình 4.8: Phổ 1H NMR chất 85h 44 Hình 4.9: Phổ giãn 1H NMR chất 85h 45 Hình 4.10:Phổ giãn 1H NMR chất 85h 45 Hình 4.11: Phổ 13C NMR chất 85h 46 Hình 4.12: Phổ giãn 13C NMR chất 85h 46 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tổng hợp dẫn suất 3-Substituted quinazolinone từ 2-Bromobenzamides Formamide Bảng 1.2: Tổng hợp 2-amino-4 (3H) -quinazolinones (36a-c) Bảng 1.3: Tổng hợp 2,4-dihydroxyquinazolines CO2 siêu tới hạn Bảng 1.4: Hoạt tính chống co giật thử nghiệm MES, ScMet độc tính 12 Bảng 1.5: Liều hiệu trung bình (ED50), liều độc trung bình (TD50) số bảo vệ (PI) 51a số thuốc chống co giật tiêu chuẩn sau tiêm màng bụng cho chuột 14 Bảng 1.6: Phần trăm ức chế tăng trưởng (GI%) tế bào khối u thử nghiệm invitro nồng độ 10µM hợp chất 54a-57c 18 Bảng 1.7: Phần trăm ức chế tăng trưởng (GI%) tế bào khối u thí nghiệm invitro nồng độ 10µM hợp chất 58a-68b 20 Bảng 1.8: Các amin 73a-g 24 Bảng 1.9: Hoạt tính chống vi khuẩn (nồng độ ức chế tối thiểu [MIC]) 25 Bảng 1.10: Hoạt tính kháng viêm số dẫn xuất quinazolinone 27 Bảng 4.1: Hoạt tính gây độc tế bào in vitro hợp chất 85a-l 47 ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư thách thức sức khỏe cộng đồng lớn Việt Nam nhiều nơi khác giới Gánh nặng ung thư tồn cầu ước tính tăng lên gần 19.3 triệu ca mắc 9.96 triệu ca tử vong vào năm 2020 Theo thống kê WHO, số ca mắc ung thư Việt Nam không ngừng tăng, từ 68.000 ca năm 2000 lên 126.000 năm 2010 Năm 2020, số ca mắc tăng lên 182.500 ca/ 97.3 triệu dân, gần 70% trường hợp tử vong, tương đương 125.000 ca [1] Sự tăng gánh nặng ung thư vài yếu tố, bao gồm gia tăng già hóa dân số, tỉ lệ mắc thay đổi số nguyên nhân ung thư có liên quan đến phát triển kinh tế xã hội Hơn nữa, tình trạng kháng thuốc tác dụng phụ rào cản việc điều trị hiệu Để khắc phục vấn đề này, việc phát triển hợp chất chống ung thư hiệu đáng tin cậy cấp thiết Các hợp chất dị vòng nhận nhiều quan tâm nhà khoa học Đặc biệt, khoảng 70% tất loại dược phẩm hóa chất nơng nghiệp có chứa vịng dị vịng [2] Trong loại thuốc nhà khoa học tìm tịi khám phá dẫn xuất khung quinazolinone xem hướng có tiềm phát triển lớn việc nghiên cứu, tìm kiếm hoạt chất có tác dụng chống ung thư Quinazolinone nhóm hợp chất dị vịng có chứa nitơ, tạo thành nhóm dược chất quan trọng hóa dược tiềm chúng liên kết hydrogen tương tác xếp chồng π – π với gốc axit amin thơm thụ thể [34] Các dẫn xuất khung quinazolinone tổng hợp cho thấy hoạt tính chống ung thư tốt hoạt tính sinh học hoạt tính an thần, gây ngủ, chống co giật, chống viêm, lợi tiểu, Đó hướng cho nhà nghiên cứu hóa học tìm kiếm hoạt chất có khả chống ung thư tốt Trong khn khổ thời gian làm luận văn thạc sĩ, đặt vấn đề “Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất quinazolinone chứa mạch liên hợp hoạt tính kháng số dịng tế bào ung thư” nhằm tìm kiếm tạo hợp chất có tác dụng chống ung thư sở khung quinazolinone Bài luận văn gồm nội dung chính: − Chương 1: Tổng quan khung quinazolinone − Chương 2: Thiết bị, dụng cụ, phương pháp thực nghiệm − Chương 3: Thực nghiệm − Chương 4: Kết thảo luận Phụ lục 13: Phổ 1H NMR hợp chất 85f 66 Phụ lục 14: Phổ 13C NMR hợp chất 85f 67 Phụ lục 15: Phổ 1H NMR hợp chất 85g Phụ lục 15a: Phổ dãn 1H NMR hợp chất 85g 68 Phụ lục 16: Phổ 13C NMR hợp chất 85g 69 Phụ lục 17: Phổ 1H NMR hợp chất 85h 70 Phụ lục 18: Phổ 13C NMR hợp chất 85h 71 Phụ lục 19: Phổ 1H NMR hợp chất 85i 72 Phụ lục 20: Phổ 13C NMR hợp chất 85i 73 Phụ lục 21: Phổ 1H NMR hợp chất 85j 74 Phụ lục 22: Phổ 13C NMR hợp chất 85j 75 Phụ lục 23: Phổ 1H NMR hợp chất 85k 76 Phụ lục 24: Phổ 13C NMR hợp chất 85k 77 Phụ lục 25: Phổ 1H NMR hợp chất 85l 78 Phụ lục 26: Phổ 13C NMR hợp chất 85l 79 80 ... NỘI DUNG LUẬN VĂN Đề tài luận văn tập trung vào việc tổng hợp dẫn xuất chứa khung quinazolinone chứa mạch nhánh liên hợp thử tác dụng kháng u với số dòng tế bào ung thư Sử dụng phương pháp nghiên. .. 1.18: Các dẫn xuất quinazolinone có hoạt tính chống ung thư Các hợp chất gợi ý tổng hợp dẫn xuất gốc dị vịng chứa khung quinazoline báo cáo có hoạt tính chống ung thư [28] Trong nghiên cứu này,... kiếm hoạt chất có khả chống ung thư tốt Trong khuôn khổ thời gian làm luận văn thạc sĩ, đặt vấn đề ? ?Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất quinazolinone chứa mạch liên hợp hoạt tính kháng số dịng tế bào ung