Nghiên cứu tổng hợp các axit hydroxamic chứa khung 6 hydroxy 2 methylquinazolin 4(3h) one 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 CÁC AXIT HYDROXAMIC CHỨA KHUNG 6-HYDROXY-2METHYLQUINAZOLIN-4(3H)-ONE VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG MỘT SỐ DỊNG TẾ BÀO UNG THƯ NGUYỄN THỊ THANH Nguyenthanhkthh3@gmail.com Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Khắc Vũ Viện: Kỹ thuật hóa học HÀ NỘI, 11/2020 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 Thị Thanh Đề tài luận văn: Nghiên cứu tổng hợp axit hydroxamic chứa khung 6hydroxy-2-methylquinazolin-4(3H)-one hoạt tính kháng số dịng tế bào ung thư Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số SV: CA190120 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 29/10/2020 với nội dung sau: Bổ sung tình hình nghiên cứu ngồi nước (trang 11) Bổ sung danh mục hóa chất sử dụng luận văn (trang 29) Bổ sung phương pháp thử hoạt tính kháng tế bào ung thư (trang 32) Chỉnh sửa liệu phổ hợp chất 64b, 64c, 64d, 65b, 65c (trang 37, 41) Bổ sung phản ứng tổng hợp mục 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 (trang 35, 36, 39, 43) Bổ sung nghiên cứu docking (trang 62) Sửa chữa lỗi tả Ngày 16 tháng 11 năm 2020 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Trần Khắc Vũ, người thầy hướng dẫn từ ngày biết đến nghiên cứu khoa học Cảm ơn thầy tận tình quan tâm bảo giúp đỡ để tơi hồn thành tốt đề tài luận văn Tôi đặc biệt cảm ơn đến Quỹ Đổi sáng tạo Vingroup (VINIF) cho hỗ trợ tài suốt năm qua Nhờ có hỗ trợ tơi tập trung tồn vào nghiên cứu đề tài Hơn xin cảm ơn thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa dược &Bảo vệ thực vật đóng góp ý kiến tạo điều kiện giúp học tập thực đề tài nghiên cứu Xin cảm ơn tới chia sẻ giúp đỡ bạn tôi, đặc biệt K.S Phạm Đức Chinh người đồng hành sẵn sàng giúp đỡ điều nhỏ Nhờ có người bạn mà tơi có khoảng thời gian vui vẻ đáng nhớ Đại học Bách Khoa Hà Nội Sau xin gửi ngàn lời thân thương tới bố mẹ tất bố mẹ làm cho tơi ủng hộ, yêu thương chăm sóc Cảm ơn gia đình nguồn sức mạnh ln bên cạnh tơi để tơi vượt qua khó khăn suốt hành trình học tập nghiên cứu Luận văn thực với tài trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu Quỹ Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTEED), mã số đề tài: 104.01.2017.05 Hà Nội, ngày 16 tháng 11 năm 2020 Học viên Nguyễn Thị Thanh TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp axit hydroxamic chứa khung 6-hydroxy-2methylquinazolin-4(3H)-one hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư Vấn đề cần thực Tổng hợp axit hydroxamic chứa khung quinazolinone chứa mạch liên hợp thử tác dụng kháng enzym HDAC tác dụng gây độc với số dòng tế bào ung thư (ung thư vú, ung thư gan ung thư phổi) Tính mới, tính thời ý nghĩa vấn đề nghiên cứu Căn bệnh ung thư khó điều trị khỏi, nhiều thập kỷ qua y học có nhiều tiến vượt bậc phương pháp thuốc điều trị Để giảm thiểu số người tử vong ung thư, việc phịng tránh điều trị ung thư đóng vai trị vơ quan trọng Bên cạnh việc nghiên cứu điều trị ung thư theo hướng đích phân tử trọng quan tâm Phương pháp có hiệu hơn, gây độc so với phương pháp điều trị có Do đề tài đóng góp thêm hợp chất có khả trở thành thuốc điều trị ung thư theo hướng đích phân tử Phương pháp nghiên cứu Luận văn tiến hành nghiên cứu phương pháp thực nghiệm Kết luận văn Sau thời gian tiến hành nghiên cứu đề tài đạt kết sau: - Tổng hợp thành công axit hydroxamic mang khung quinazolinone chứa mạch liên hợp - Khẳng định cấu trúc hợp chất tổng hợp - Thử đánh giá hoạt tính sinh học hợp chất Học viên Nguyễn Thị Thanh MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ENZYM HISTONE DEACETYLASE 1.1.1 Định nghĩa enzym histone deacetylase (HDAC) 1.1.2 Phân loại HDAC 1.1.3 Cấu trúc enzym HDAC chế phản ứng deacetyl hóa 1.1.4 Mối liên hệ ung thư HDAC 1.2 CHẤT ỨC CHẾ ENZYM HISTONE DEACETYLASE (HDACi) 1.2.1 Định nghĩa HDACi 1.2.2 Phân loại HDACi 1.2.3 Cơ chế tác dụng chất ức chế HDAC 1.2.4 Cấu trúc tác dụng chất ức chế HDAC thuộc nhóm axit hydroxamic 10 1.2.5 Các hướng thiết kế cơng thức cho HDACi tình hình nghiên cứu 11 1.3 CÁC DẪN CHẤT AXIT HYDROAMIC MỚI VÀ HOẠT TÍNH 15 1.3.1 Dẫn chất axit hydroxamic dựa khung coumarin 15 1.3.2 Dẫn chất axit benzyhydroxamic chứa khung phenothiazine 18 1.3.3 Dẫn chất axit hydroxamic chứa khung isoindolione 20 1.4 TỔNG QUAN VỀ KHUNG QUINAZOLINONE 23 1.4.1 Giới thiệu khung quinazolinone 23 1.4.2 Các phương pháp tổng hợp quinazolinone dẫn xuất quinazolinone 24 1.4.3 Hoạt tính sinh học số dẫn xuất quinazolinone 26 CHƯƠNG HÓA CHẤT,THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 HÓA CHẤT, THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ DÙNG TRONG TỔNG HỢP 29 2.1.1 Hóa chất 29 2.1.2 Thiết bị dụng cụ 29 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SẢN PHẨM 30 2.2.1 Phương pháp dùng tổng hợp hóa học tinh chế 30 2.2.2 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm 30 2.3 PHƯƠNG PHÁP THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC 30 2.3.1 Phương pháp xác định khả ức chế HDAC 30 2.3.2 Phương pháp thử hoạt tính kháng tế bào ung thư 32 2.3.3 Phương pháp docking phân tử 33 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 35 3.1 Tổng hợp 6-hydroxy-2methyl-4H-benzo[d][1,3]oxazin-4-one (62) 35 3.2 Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone 3-butyl-6-hydroxy-2 methylquinazolin4(3H)-one (63) 35 3.3 Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone chứa mạch liên hợp (64 a-f) 36 3.4 Tổng hợp axit trung gian (65a- f) 39 3.5 Tổng hợp hydroxamic axit chứa khung quinazolione liên hợp (66 af) 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 4.1 Tổng hợp chất trung gian 6-hydroxy-2methyl-4H-benzo[d][1,3]oxazin-4-one (62) 50 4.2 Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone 3-butyl-6-hydroxy-2-methylquinazolin4(3H)-one (63) 50 4.3 Tổng hợp dẫn xuất quinaziolinone chứa hệ liên hợp (64a-f) 53 4.4 Tổng hợp hợp chất trung gian axit hydroxamic chứa nhóm cacboxylic (65a- f) 55 4.5 Tổng hợp axit hydroxamic chứa khung quinazolinone có mạch liên hợp (66a-f) 58 4.6 Đánh giá hoạt tính sinh học 61 4.6.1 Hoạt tính gây độc tế bào tác dụng ức chế HDAC 61 4.6.2 Nghiên cứu docking 63 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT d doublet dd double doublet IC 50 Nồng độ ức chế 50% phát triển IRs Tỉ lệ ức chế J số tương tác spin-spin m multiplet q quartet t triplet s singlet RT δ (ppm) Nhiệt độ phịng Độ chuyển dịch hóa học (tính theo phần triệu) C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 CDKs Cyclin-dependent kinase 13 DMSO-d Dimethylsulfoxid deutri hóa DMAP Dimethyl aminoprydin H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton HAT Histone acetyltransferase HDAC Histone deacetylase HDACi Histone deacetylase inhibitors HIP NSCLC NST Yếu tố cảm ứng Non-small cell lung cancer Nhiễm sắc thể SAHA Suberoylanilid hydroxamic acid SHMT2 Serine Hydroxymethyltransferease SKBM Sắc ký mỏng SRB Sulforhodamine B TSA Trichostatin A UV Ultraviolet RT Nhiệt độ phòng DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Bảng phân loại HDAC Bảng 1.2: Bảng phân loại HDAC Bảng 1.3: Những phân tử nhỏ chất ức chế HDAC 10 Bảng 1.4: Hoạt tính ức chế HDAC1và gây độc tế bào hợp chất 5a-e 17 Bảng 1.5: Hoạt tính ức chế HDAC1và gây độc tế bào hợp chất 8a-e 17 Bảng 1.6: Hoạt tính ức chế HDAC1và gây độc tế bào hợp chất 11a,b 18 Bảng 1.7: Hoạt tính ức chế HDAC1 HDAC6 hợp chất 18 17b-i 20 Bảng 1.8: Hoạt tính ức chế HDAC1 hợp chất 22, 24a-e, 27a-b, 29a-d 23 Bảng 2.1: Danh mục hóa chất sử dụng luận văn 29 Bảng 4.1: Hoạt tính ức chế HDAC gây độc tế bào hợp chất tổng hợp với số dòng tế bào ung thư 61 Bảng 4.2: Kết nghiên cứu docking 66a, 66c 66e với HDAC2 64 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Sơ đồ thiết kế HDACi dựa khung coumarins 15 Sơ đồ 1.2: Tổng hợp dẫn chất axit hydroxamic chứa coumarins 16 Sơ đồ 1.3: Tổng hợp 8a-e 16 Sơ đồ 1.4: Tổng hợp 11a-b 16 Sơ đồ 1.5: Sơ đồ thiết kế HDACi dựa khung phenothiazine 18 Sơ đồ 1.6: Tổng hợp 18,17a-o 19 Sơ đồ 1.7: Sơ đồ thiết kế HDACi dựa khung isoindolione 21 Sơ đồ 1.8: Tổng hợp 22, 24a-d 21 Sơ đồ 4.1: Tổng hợp axit hydroxamic 49 Phụ lục 24: Phổ 13C NMR hợp chất 65e 101 Phụ lục 25: Phổ 1H NMR hợp chất 65f 102 Phụ lục 26: Phổ 13C NMR hợp chất 65f 103 Phụ lục 27: Phổ 1H NMR hợp chất 66a 104 Phụ lục 28: Phổ 13C NMR hợp chất 66a 105 Phụ lục 29: Phổ 1H NMR hợp chất 66b 106 Phụ lục 30: Phổ 13C NMR hợp chất 66b 107 Phụ lục 31: Phổ 1H NMR hợp chất 66c 108 Phụ lục 32: Phổ 13C NMR hợp chất 66c 109 Phụ lục 33: Phổ 1H NMR hợp chất 66d 110 Phụ lục 34: Phổ 13C NMR hợp chất 66d 111 Phụ lục 35: Phổ 1H NMR hợp chất 66e 112 Phụ lục 36: Phổ 13C NMR hợp chất 66e 113 Phụ lục 37: Phổ 1H NMR hợp chất 66f 114 Phụ lục 38: Phổ 13C NMR hợp chất 66f 115 ... tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp axit hydroxamic chứa khung 6- hydroxy- 2- methylquinazolin- 4(3H)- one hoạt tính kháng số dịng tế bào ung thư. ” tập trung vào hai nhiệm vụ, mục tiêu chính: Tổng hợp axit hydroxamic. .. axit hydroxamic chứa khung 6- hydroxy- 2methylquinazolin- 4(3H)- one hoạt tính kháng số dịng tế bào ung thư Vấn đề cần thực Tổng hợp axit hydroxamic chứa khung quinazolinone chứa mạch liên hợp thử... gây độc tế bào hợp chất tổng hợp với số dòng tế bào ung thư 61 Bảng 4 .2: Kết nghiên cứu docking 66 a, 66 c 66 e với HDAC2 64 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Sơ đồ thiết kế HDACi dựa khung coumarins