Luận án Tiến sĩ Tổng hợp và nghiên cứu hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất Sulfonylurea

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐỒN HĨA CHẤT VIỆT NAM VIỆN HĨA HỌC CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM - BÙI THỊ THỜI TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT SULFONYLUREA LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN HĨA CHẤT VIỆT NAM VIỆN HĨA HỌC CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM - BÙI THỊ THỜI TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT SULFONYLUREA Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 44 01 14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Ngô Đại Quang PGS.TS Trần Văn Lộc HÀ NỘI – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học PGS TS Ngô Đại Quang PGS TS Trần Văn Lộc Các số liệu, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày…… tháng…… năm 2021 Tác giả luận án Bùi Thị Thời LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành Viện Hóa học Cơng nghiệp Việt Nam (thuộc Tập đồn Cơng nghiệp Hóa chất Việt Nam) Trong q trình nghiên cứu, tơi nhận nhiều giúp đỡ chân tình thầy cơ, nhà khoa học đồng nghiệp, bạn bè người thân Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, xin gửi đến P GS TS Ngô Đại Quang PGS TS Trần Văn Lộc - người thầy tạo điều kiện tận tình hướng dẫn, có nhiều góp ý quý báu thời gian thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn GS TSKH Trần Văn Sung, TS Trần Thị Phương Thảo, TS Trần Văn Chiến cho tơi đóng góp quý báu thời gian thực luân án Tôi xin chân thành cảm ơn đến cán nghiên cứu Phịng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa học (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam) giúp đỡ tơi nhiều q trình thực nghiệm hồn thành luận án Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo, thầy cô, nhà khoa học, đồng nghiệp Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam giảng dạy, hợp tác hướng dẫn tơi hồn thành học phần chun đề chương trình đào tạo Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến tồn thể gia đình, đồng nghiệp bạn bè ủng hộ động viên tơi hồn thành tốt luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày……tháng……năm 2021 Bùi Thị Thời MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .iv DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược bệnh đái tháo đường 1.2 Các loại thuốc điều trị đái tháo đường 1.2.1 Thuốc điều trị đái tháo đường tuýp 1.2.2 Thuốc điều trị đái tháo đường tuýp 1.3 Sự phát triển thuốc sulfonylurea điều trị đái tháo đường 1.3.1 Giới thiệu chung sulfonylurea 1.3.2 Cơ chế tác dụng sulfonylurea điều trị đái tháo đường 1.3.3 Dược động học Sulfonylurea 1.3.4 Sự phân loại nhóm thuốc Sulfonylurea 10 1.4 Một số nghiên cứu tổng hợp đánh giá hoạt tính hạ đường huyết dẫn xuất Sulfonylurea 16 1.5 Một số tác dụng điều trị khác dẫn xuất Sulfonylurea 23 1.5.1 Tác dụng chống ung thư sulfonylurea 24 1.5.2 Tác dụng làm thuốc lợi tiểu Sulfonylurea 25 1.5.3 Tác dụng chống viêm sulfonylurea 26 1.5.4 Sulfonylurea có tác dụng làm thuốc chống co giật thuốc chống thần kinh 26 1.5.5 Sulfonylurea có tác dụng làm chất kháng vi sinh vật, kháng khuẩn 27 1.5.6 Hoạt chống sốt rét, ức chế 15-LOX hoạt tính chống lao Sulfonylurea 28 CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 31 2.1 Các phương pháp nghiên cứu 31 2.1.1 Tổng hợp hóa học 31 i 2.1.2 Tách, tinh chế hợp chất 31 2.1.3 Phương pháp xác định tính chất vật lý, cấu trúc sản phẩm 32 2.1.4 Đánh giá hoạt tính sinh học 32 2.1.5 Nghiên cứu độ ổn định sản phẩm glipizide (Phụ lục 42) 35 2.1.6 Nghiên cứu độc tính cấp, độc tính bán trường diễn glipizide (Phụ lục 43) 35 2.2 Thực nghiệm 35 2.2.1 Hóa chất dung mơi, dụng cụ 35 2.2.2 Nghiên cứu tổng hợp glipizide 36 2.2.3 Tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 92(a-q) 38 2.2.4 Tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 94(a-i) 54 2.2.5 Tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 96(d, e, g) 60 CHƯƠNG III KẾT QUẢ- THẢO LUẬN 64 3.1 Định hướng nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 64 3.2 Tổng hợp Glipizide 65 3.2.1 Tổng hợp chất trung gian N-phenylpyrazyl-2-carboxylic (24) 66 3.2.2 Tổng hợp chất trung gian 5-methyl-N-(4-sulfamoylphenethyl) pyrazine-2carboxamide (25) 68 3.2.3 Tổng hợp chất N-(4-(N-(cyclohexylcarbamoyl)sulfamoyl)phenethyl)-5-methylpyrazine-2-carboxamide (glipizide (26)) 70 3.2.4 Đánh giá chất lượng, nghiên cứu độ ổn định, độc tính cấp, độc tính bán trường diễn sản phẩm Glipizide 75 3.3 Tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 92(a-q) 75 3.3.1 Phương pháp 1: Tổng hợp dẫn xuất Sulfonylurea 92(a-e) 76 3.3.2 Phương pháp 2: Tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 92(a-q) 92 3.4 Tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 94(a-i) 114 3.4.1 Tổng hợp chất ethyl ((4-(2-(5-methylpyrazine-2-carboxamido)ethyl)phenyl)sulfonyl)carbamate (93) 115 3.4.2 Tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 94(a-i) 118 3.5 Tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 96(d, e, g) 126 ii 3.5.1 Tổng hợp chất ethyl ((4-(2-(6-chloronicotinamido)ethyl)phenyl)sulfonyl)carbamate (95) 126 3.5.2 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 96(d, e, g) 127 3.6 Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học liên hệ cấu trúc- hoạt tính dẫn xuất sulfonylurea tổng hợp 131 3.6.1 Đánh giá hoạt tính ức chế enzyme α- glucosidase 131 3.6.2 Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế sản sinh NO 137 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 138 Kết luận 138 Kiến nghị 138 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 140 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO 142 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Các phương pháp sắc ký HPLC High Performance Liquid Chromatography Sắc ký lỏng hiệu cao TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký bản mỏng Các phương pháp phổ H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Spectroscopy proton C-NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 Spectroscopy carbon 13 GC-MS Gas Chromatography-Mass Spectrometry Sắc ký khí ghép nối khối phổ ESI-MS Electron Spray Ionization Mass Spectrometry Phổ khối ion hóa phun mù điện tử HR-ESI- Hight Resolution Electro Spray Ionization Phổ khối phân giải cao ion hóa MS Mass Spectrometry phun mù điện tử LC/MS Liquid chromatography/Mass spectrometry Phương pháp sắc kí lỏng ghép đầu dò khối phổ IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại Hằng số tương tác tính Hz J (Hz) SPECE Solid Phase Extraction Capillary Phương pháp điện di mao quản electrophoresis chiết pha rắn UV Ultraviolet Spectroscopy Phổ tử ngoại δ (ppm) (ppm = part per million) Độ dịch chuyển hóa học tính phần triệu OECD Organization for Economic Cooperation and Tổ chức Hợp tác Phát triển Development GHS Kinh tế Globally Harmonized System of Classification Hệ thống hài hòa toàn cầu Labelling of Chemical phân loại ghi nhãn hóa chất s singlet q quartet dt double triplet d doublet quint quintet br broad t triplet dd double doublet m multiplet Các ký hiệu viết tắt khác IC50 Nồng độ ức chế 50% Inhibitory Concentration 50% iv NIDDM Non-insulin-dependent diabetes mellitus Bệnh nhân tiểu đường không phụ thuộc insulin FDA Cục Quản lý Thực phẩm Dược Food Drug Administration phẩm Hoa Kỳ WHO World Health Organization Tổ chức Y tế Thế giới BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxi sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxi hóa học UGDP University Group Diabetes Program Chương trình đái tháo đường nhóm trường đại học SAH SpontaneousSubarachnoidHemorrhage Xuất huyết não màng OGT Oral glucose tolerance Dung nạp Glucose đường uống TB Tuberculosis Bệnh lao ATP Adenosine triphosphate DMF Dimethylformamide HbA1C Hemoglobin glycosylate DPPH 1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl CTPT Công thức phân tử EtOAc Ethyl acetate VNĐ Việt Nam đồng MeOH Methanol KH&CN Khoa học công nghệ TZD Nhóm thiazolidinedion NCS Nghiên cứu sinh LPS Lipopolysaccharides TEA Triethylamine IL-1β Interleukin-1β DCM Dichloromethane SAR Relationship between the structure and activity v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Bảng số liệu phân tích phổ NMR chất 92d 90 Bảng 2: Kết quả phân tích phổ chất 33 100 Bảng 3: Kết quả tổng hợp chất 92(a-c) theo hai phương pháp 101 Bảng 4: Kết quả phân tích phổ chất 92n 108 Bảng 5: Kết quả tổng hợp chất 92(d-e) theo hai phương pháp 112 Bảng 6: Kết quả phân tích phổ chất 93 118 Bảng 7: Công thức cấu tạo hiệu suất chung tổng hợp hợp chất sulfonylurea 130 Bảng 8: Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế enzyme α- glucosidase dẫn xuất sulfonylurea 92(a-q) 133 Bảng 9: Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế enzyme α- glucosidase dẫn xuất sulfonylurea 94(a-i) 96(d, e, g) 135 Bảng 10: Bảng tên mẫu chuyển đổi nồng độ chất thử hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase 136 Bảng 11: Hoạt tính ức chế sản sinh NO số hợp chất sulfonylurea 137 vi Phụ lục 43: DANH MỤC NGUYÊN VẬT LIỆU STT 23 16 Độ tinh khiết (%) Xuất xứ rắn 98 Sigma Aldrich 200,26 rắn 98 Sigma Aldrich 125,17 lỏng 0,98 98 Sigma Aldrich 121,18 lỏng 0,96 98 Sigma Aldrich 218,25 lỏng 0,95 98 Sigma Aldrich 114,02 lỏng 1,49 98 Sigma Aldrich 138 rắn 98 Sigma Aldrich 102,09 lỏng 1,08 98 Sigma Aldrich Triethylamin (N(C2H5)3) 101 lỏng 0,73 98 Sigma Aldrich Ethyl chloroformate (ClCOOC2H5) 108 lỏng 1,14 98 Sigma Aldrich Thionyl clorit (SOCl2) 119 lỏng 1,63 98 Sigma Aldrich 116,52 lỏng 1,75 98 Sigma Aldrich 60,052 lỏng 1,05 98 Sigma Aldrich 50 lỏng 1,03 Sigma Aldrich 17 lỏng 0,90 Sigma Aldrich 36,5 lỏng 1,18 139,11 157,55 Ký hiệu chất 14 Boc2 O TFA Tên 5-methylpyrazine-2carboxylic acid (C6H6N2O2) 4-(2-aminoethyl) benzene sulfonamide (C8H12N2O2S) Cyclohexyl isocyanate (C7H11NO) Phenethyl-1-amin (C8H11N) di-tert-butyl dicarbonate (C10H18O5) 2,2,2-trifluoroacetic acid (C2HF3O2) K2CO3 Anhydride (C4H6O3) 10 11 12 acetic Chlorosulfonic (ClSO3H) 13 Acetic acid 14 Hydrazin 80%) 15 Dung dịch NH3 30% 16 HCl đặc 17 18 acid 90 a 90 b (N2H4.H2O, 2-hydroxynicotinic acid (C6H5NO3) 6-chloronicotinic acid (C6H4ClNO2) Khối lượng phân tử (g/ mol) Trạng thái 138,13 Tỷ trọn g (g/ ml) 36% Merk rắn 98 Sigma Aldrich rắn 98 Sigma Aldrich 19 90 c 20 21 22 23 24 25 26 27 90 d 90 f 92 g 90 h 90 i 90 k 90 l 90m 28 90n 29 30 31 32 33 34 35 90 o isoquinoline-1carboxylic acid (C10H7NO2) Anhydride 2,3- pyridine carboxylic (C7H3NO3) Phtalic anhydride (C8H4O3) 2-chlorobenzoic acid (C7H5ClO2) (E)-3-(4-hydroxyphenyl) acrylic acid (C9H8O3) Cinnamic acid (C9H8O2) quinoxaline-2-carboxylic acid (C9H6N2O2) 4-methoxybenzoic acid (C8H8O3) 2-iodobenzoic acid (C7H5IO2) 2-hydroxy-3,5diiodobenzoic acid (C7H4I2O3) Benzoic acid (C7H6O2) 3-methylpicolinic acid (C7H7NO2) 4-aminobenzoic acid 90 q (C7H7NO2) Amin 2,3,4-triflouroaniline b (C6H4F3N) 4-amino-2Amin (trifluoromethyl) c benzonitrile (C8H5F3N2) Amin 3-fluoro-4-methoxy d aniline (C7H8FNO) 4-nitro-3Amin (trifluoromethyl)aniline e (C7H5F3N2O2) 90 p 36 Amin f 37 Amin 2-amino-5-nitrophenol g (C6H6N2O3) Cyclopentanamine (C5H11N) 173,05 rắn 98 Sigma Aldrich 149,11 rắn 98 Sigma Aldrich 148,12 rắn 98 Sigma Aldrich 156,57 rắn 98 Sigma Aldrich 164,16 rắn 98 Sigma Aldrich 148,16 rắn 98 Sigma Aldrich 174,16 rắn 98 Sigma Aldrich 152,15 Rắn 1,38 98 Sigma Aldrich 248,02 rắn 2,25 98 Sigma Aldrich 389,91 rắn 98 Sigma Aldrich 122,12 lỏng 98 Sigma Aldrich 137,14 rắn 98 Sigma Aldrich 137,14 rắn 98 Sigma Aldrich 147,1 lỏng 98 Sigma Aldrich 186,14 rắn 98 Sigma Aldrich 141,15 rắn 98 Sigma Aldrich 206,12 Rắn 98 Sigma Aldrich 85,15 lỏng 98 Sigma Aldrich 154,13 rắn 98 Sigma Aldrich 1,27 1,39 0,88 38 Amin h Phenylalanine (C9H11NO2) 165,19 rắn 39 Amin i Phenylmethanamine (C7H9N) 107,16 lỏng 0,86 98 Sigma Aldrich 98 Sigma Aldrich ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐỒN HĨA CHẤT VIỆT NAM VIỆN HĨA HỌC CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM - BÙI THỊ THỜI TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT SULFONYLUREA Chuyên... nhóm thuốc Sulfonylurea 10 1.4 Một số nghiên cứu tổng hợp đánh giá hoạt tính hạ đường huyết dẫn xuất Sulfonylurea 16 1.5 Một số tác dụng điều trị khác dẫn xuất Sulfonylurea. .. tổng hợp dẫn xuất sulfonylurea 96(d, e, g) 127 3.6 Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học liên hệ cấu trúc- hoạt tính dẫn xuất sulfonylurea tổng hợp 131 3.6.1 Đánh giá hoạt tính ức