Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất mới quinazolinones và hoạt tính kháng một số dòng tế bào ung thư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất quinazolinones hoạt tính kháng số dịng tế bào ung thư TRẦN ĐĂNG THỊNH tranthinh8x@gmail.com Ngành: Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Khắc Vũ Viện: Kỹ thuật hóa học HÀ NỘI, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất quinazolinones hoạt tính kháng số dịng tế bào ung thư TRẦN ĐĂNG THỊNH tranthinh8x@gmail.com Ngành: Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Khắc Vũ Chữ ký GVHD Viện: Kỹ thuật hóa học HÀ NỘI, 2020 ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Tên đề tài tiếng Việt: Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất quinazolinones hoạt tính kháng số dịng tế bào ung thư Tên đề tài tiếng Anh: Synthesis of novel quinazolinones derivatives and their anticancer evaluation Học viên: Trần Đăng Thịnh Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Khắc Vũ - Viện Kỹ thuật Hóa học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Với kính trọng lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới PGS.TS.Trần Khắc Vũ, Bộ môn Công nghệ Hoá dược BVTV, Viện Kỹ thuật Hoá học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giao đề tài, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập, thực nghiệm hoàn thiện luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô Bộ mơn Cơng nghệ Hố dược BVTV-Viện Kỹ thuật Hóa học-Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập làm thực nghiệm Đồng thời em xin cảm ơn quỹ NAFOSTED (mã số: 104.01.2017.05) hỗ trợ kinh phí vật tư thử nghiệm sinh học.Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ em trình học tập hồn thiện luận văn TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất chứa khung quinazolinone đánh giá hoạt tính gây độc số dòng tế bào ung thư người Các nội dung đóng góp tác giả Đề tài tập trung nghiên cứu nội dung sau - Tổng quan tài liệu liên quan đến khung quinazolinone Xem xét mối quan hệ hoạt tính - cấu trúc để thiết kế hợp chất - Sử dụng phương pháp tổng hợp hữu để tổng hợp hợp chất thiết kế - Sử dụng phương pháp phổ đại xác định cấu trúc chất tổng hợp - Đánh giá hoạt tính gây độc chất tổng hợp số dòng tế bào ung thư người Các đóng góp đề tài: - Đã tổng hợp 17 dẫn xuất quinazolinone - Đã đánh giá hoạt tính gây độc tế bào dẫn xuất với dòng tế bào: Ung thư gan (HepG-2), ung thư phổi (SK-Lu-1) ung thư vú (MCF-7) ii - Kết cho thấy 02 hợp chất có hoạt tính gây độc với dịng tế bào thử mức trung bình Kết a Đã tổng hợp thành công hợp chất trung gian 6-hydroxy-2methyl-4Hbenzo[d][1,3]oxazin-4-one từ nguyên liệu 5- hydroxy anthranilic acid b Đã tổng hợp thành công 17 dẫn xuất quinazolinone với hiệu suất tốt Đây hợp chất mới, cấu trúc hợp chất xác định sở phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân phổ khối lượng c Đã thử tác dụng kháng số dòng tế bào ung thư in vitro (ung thư vú, gan ung thư phổi) Kết thử nghiệm cho thấy hợp chất có tác dụng gây độc tế bào với dòng tế bào giá trị IC50: 9,48-30,19 µg/mL HỌC VIÊN Trần Đăng Thịnh iii MỤC LỤC MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH, SƠ ĐỒ vii ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHUNG QUINAZOLINONE 1.1 Giới thiệu chung quinazolinone 1.2 Phương pháp tổng hợp 1.3 Hoạt tính sinh học số dẫn xuất quinazolinone 1.3.1 Hoạt tính chống ung thư 1.3.2 Hoạt tính chống nấm 1.3.3 Hoạt tính giảm đau 1.3.4 Hoạt tính chống động kinh 1.4 Các dẫn xuất quinazolinone 1.4.1 Dẫn xuất quinazolinone gắn với triazole 1.4.2 Dẫn xuất quinazolinone chứa mạch nhánh pyrimidine 10 1.4.3.Các dẫn xuất chứa nhân 1,2,4-triazole,1,2,4-triazine 1,2,4,5-tetrazine 13 1.4.4 Dẫn xuất quinazolinone gắn với methyl phenyl 16 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 20 2.1 Thiết bị, dụng cụ hóa chất dùng tổng hợp 20 2.2 Các phương pháp dùng tổng hợp tinh chế sản phẩm 20 2.3 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm 21 2.3.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 21 2.4 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 21 2.4.1 Vật liệu hoá chất 21 2.4.2 Phương pháp xác định tính độc tế bào ung thư (cytotoxic assay) 21 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 23 3.1 Tổng hợp 6-hydroxy-2methyl-4H-benzo[d][1,3]oxazin-4-one (57) 23 3.2 Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone (58a-q) 23 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 iv 4.1 Tổng hợp chất trung gian 6-hydroxy-2methyl-4H-benzo[d][1,3]oxazin-4-one (57) 31 4.2 Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone (58a-q) 32 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC 41 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Magnetic Resonance spectroscopy) 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 (Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy) Indo Imdomethacin MS Phổ khối lượng NCI National Cancer Institute TLC Sắc ký mỏng (Thin Layer Chromatography) UV Ultraviolet s singlet d doublet t triplet q quartet dd double doublet m multiplet δ(ppm) độ dịch chuyển hóa học (tính theo phần triệu) J số tương tác spin-spin RT Nhiệt độ phòng EtOH Ethanol MeOH Methanol EtOAc Ethyl acetate CH2Cl2 diclomethane DMSO-d6 Dimethylsulfoxid deutri hóa COX Cyclo-Oxygenase TCA Trichloracetic acid IC50 Nồng độ ức chế 50% phát triển MIC Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory concentration) vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Một số dạng đồng phân quinazoline quinazolinone Hình 2: Các dẫn xuất quinazolinone có hoạt tính chống ung thư Hình 3: Các dẫn xuất quinazolinone có hoạt tính chống nấm Hình 4: Methaqualone (20) số dẫn xuất quinazolinone (21-23) với hoạt tính chống co giật DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Tác dụng giảm đau Bảng 2: Giá trị IC50 hợp chất 29a-o Bảng 3: Độc tế bào IC50 số loét (Ulcer index) 12 Bảng 4: Hoạt tính kháng khuẩn hợp chất 45a-l, 47a-e, 49a-d 15 Bảng 5: Các nhóm amin 51a-g 18 Bảng 6: Hoạt tính chống vi khuẩn (nồng độ ức chế tối thiểu [MIC]) dẫn xuất quinazolinone 19 Bảng 7: Hoạt tính gây độc tế bào quinazolinone 58a-q 34 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1: Phản ứng Niementowski Sơ đồ 2: Tổng hợp 2-metyl-4- (3H) quinazolinone Sơ đồ 3: Tổng hợp dẫn xuất 2,3-disubstituted quinazolinone Sơ đồ 4: Tổng hợp 3,4-dihydro-methyl-6- nitro-4- oxoquinazoline Sơ đồ 5: Tổng hợp 1,2,3,4-tetrahydro-2,4-dioxoquinazoline Sơ đồ 6: Sơ đồ tổng hợp chất 32 10 Sơ đồ 7: Sơ đồ tổng hợp chất 36a-c 11 Sơ đồ 8: Sơ đồ tổng hợp 38a-c, 39a-c, 40a-f, 41a-c 42a-i 11 Sơ đồ 9: Sơ đồ tổng hợp quinazolinone chứa nhân 1,2,4 –triazole; 1,2,4 triazin 1,2,4,5 –tetrazin 14 Sơ đồ 10: Tổng hợp 2-methyl-(4H)-3-substituted quinazolin-4-one (52a-g) 16 Sơ đồ 11: Tổng hợp 2-phenyl- (4H)-3-substituted quinazolin-4-one (55a-g) 17 Sơ đồ 12: Tổng hợp dẫn xuất quinazolinone 31 Sơ đồ 13: Cơ chế hình thành sản phẩm trung gian 57 32 Sơ đồ 14: Cơ chế tạo sản phẩm 58a-q 33 vii viii Phụ lục 20: Phổ 13C NMR hợp chất (58j) 62 Phụ lục 21: Phổ 1H NMR hợp chất (58k) 63 Phụ lục 22: Phổ 13C NMR hợp chất (58k) 64 Phụ lục 23: Phổ 1H NMR hợp chất (58l) 65 Phụ lục 24: Phổ 13C NMR hợp chất (58l) 66 Phụ lục 25: Phổ 1H NMR hợp chất (58m) 67 Phụ lục 26: Phổ 13C NMR hợp chất (58m) 68 Phụ lục 27: Phổ 1H NMR hợp chất (58n) 69 Phụ lục 28: Phổ 13C NMR hợp chất (58n) 70 Phụ lục 29: Phổ 1H NMR hợp chất (58o) 71 Phụ lục 30: Phổ 13C NMR hợp chất (58o) 72 Phụ lục 31: Phổ 1H NMR hợp chất (58p) 73 Phụ lục 32: Phổ 13C NMR hợp chất (58p) 74 Phụ lục 33: Phổ 1H NMR hợp chất (58q) 75 Phụ lục 34: Phổ 13C NMR hợp chất (58q) 76 ... “ Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất quinazolinones hoạt tính kháng số dòng tế bào ung thư ” nhằm tìm kiếm tạo hợp chất có tác dụng kháng ung thư sở khung quinazolinone với nội dung sau: - Nghiên cứu. .. Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất chứa khung quinazolinone đánh giá hoạt tính gây độc số dòng tế bào ung thư người Các nội dung đóng... giá hoạt tính sinh học Các dẫn xuất quinazolinone tổng hợp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào với ba dịng: SK-Lu-1 (ung thư phổi), MCF-7 (ung thư vú) HepG-2 (ung thư gan) Kết hoạt tính gây độc tế