NGUYỄN hữu LONG TỔNG hợp và THỬ tác DỤNG ức CHẾ INDOLEAMIN 2,3 DIOXYGENASE 1 của một số dẫn CHẤT PROPANAMID THƠM MANG KHUNG 6 AMINO 1h INDAZOL KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN HỮU LONG MÃ SINH VIÊN: 1601477 TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG ỨC CHẾ INDOLEAMIN-2,3-DIOXYGENASE CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT PROPANAMID THƠM MANG KHUNG 6-AMINO-1H-INDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn PGS TS Trần Phương Thảo ThS Ngơ Xn Hồng Nơi thực hiện: Bộ mơn Hố dược HÀ NỘI - 2021 LỜI CẢM ƠN Trước trình bày nội dung nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp mình, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với người suốt thời gian qua hỗ trợ động viên tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp cách tốt Trước hết, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến hai thầy cô hướng dẫn tơi suốt q trình thực đề tài, PGS.TS Trần Phương Thảo - Bộ mơn Hóa dược - Trường Đại học Dược Hà Nội ThS Ngơ Xn Hồng - Bộ mơn Hóa hữu - Trường Đại học Dược Hà Nội Thầy cô không tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình nghiên cứu mà cịn đưa dẫn xác, kịp thời động viên tơi lúc khó khăn Tơi xin gửi lời cảm ơn tới giảng viên, nghiên cứu viên anh chị kỹ thuật viên công tác Bộ mơn Hóa dược - Trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi thực khóa luận Lời cuối, tơi muốn cảm ơn gia đình, bạn bè thành viên khác tham gia nghiên cứu mơn hóa dược, đặc biệt NCS Dương Tiến Anh, anh Nguyễn Đình Trung Dũng, anh Bùi Xuân Trường, bạn Dương Văn Hiếu, em Trương Cao Minh, em Lê Thiên Bảo Long em Nguyễn Thị Huế chia sẻ buồn vui, giúp đỡ, khích lệ tơi suốt q trình nghiên cứu Hà Nội, ngày tháng Sinh viên Nguyễn Hữu Long năm MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 MỐI LIÊN QUAN GIỮA IDO1 VÀ BỆNH UNG THƯ 1.1.1 Indoleamin-2,3-dioxygenase đường kynurenin 1.1.2 Dung nạp miễn dịch 1.1.3 Cơ chế phân tử 1.2 CẤU TRÚC CỦA IDO1 VÀ CÁC CHẤT ỨC CHẾ IDO1 1.2.1 Cấu trúc IDO1 1.2.2 Cấu trúc chung chất ức chế IDO1 1.3 MỘT SỐ CHẤT ỨC CHẾ IDO1 ĐÃ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU 1.3.1 Hoạt tính ức chế IDO1 số nhóm chất 1.3.2 Hoạt tính ức chế IDO1 chất mang khung indazol 10 1.4 MỘT SỐ PHẢN ỨNG LIÊN QUAN ĐẾN TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT AMID MANG KHUNG AMINO-1H-INDAZOL 11 1.4.1 Phản ứng amid hóa 11 1.4.2 Phản ứng khử hóa nhóm nitro thơm 14 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ 17 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 17 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 18 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.2.1 Tổng hợp hóa học 18 2.2.2 Thử tác dụng ức chế IDO1 19 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.3.1 Tổng hợp hóa học 19 2.3.2 Thử tác dụng ức chế IDO1 19 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 22 3.1 HÓA HỌC 22 3.1.1 Tổng hợp hóa học 22 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 31 3.1.3 Xác định cấu trúc 32 3.2 THỬ TÁC DỤNG ỨC CHẾ IDO1 36 3.3 BÀN LUẬN 37 3.3.2 Khẳng định cấu trúc 40 3.3.3 Thử tác dụng ức chế IDO1 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 H-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1-MT : 1-Methyltryptophan AcOH : Acid acetic AhR : Aryl hydrocarbon receptor Amg-1 : N-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-2-((5-(p-tolyl)thiazolo[2,3-c][1,2,4]triazol-3yl)thio)acetamid APC : Tế bào trình diện kháng nguyên CDCl3 : Dicloromethan deuteri hóa CDI : Carbonyldiimidazol d : Vạch đơi phổ NMR (doublet) DC : Tế bào đuôi gai DCM : Dicloromethan dd : Vạch chẻ đôi lần phổ NMR (doublet of doublet) DIPEA : N,N-Diisopropylethylamin DMAP : 4-Dimethylaminopyridin DMF : N,N-dimethylformamid DMSO-d6 : Dimethylsulfoxid deuteri hóa EA : Ethyl acetat EDC : 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid EDTANa2 : Natri ethylendiamintetraacetat eIF2-α : Hợp phần α Yếu tố khởi phát dịch mã Eukaryotic Initiation Factor (eIF2) Et3N : Triethylamin GCN2 : General control nondipressible GLK-1 : Glucokinase HOBt : Hydroxybenzotriazol IDO : Indoleamin-2,3-dioxygenase IDO1 : Indoleamin-2,3-dioxygenase IDO2 : Indoleamin-2,3-dioxygenase IFN-γ : Interferon γ IR : Phổ hồng ngoại MDSC : Tế bào ức chế có nguồn gốc dịng tủy MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng mTOR : Mechanistic target of rapamycin NF-κB : Protein kiểm soát phiên mã (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer) NK : Tế bào diệt tự nhiên PD-1 : Program cell death PI : 4-Phenylimidazol s : Vạch đơn phổ NMR (singlet) t : Vạch ba phổ NMR (triplet) TAM : Đại thực bào liên quan đến khối u TDO : Tryptophan-2,3-dioxygenase TF-β : Transforming growth factor β TLC : Sắc ký lớp mỏng δ : Độ dịch chuyển hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng nghiên cứu 17 Bảng 2.2 Cách pha dung dịch thử sinh học 21 Bảng 3.1 Chỉ số hóa lý hiệu suất tổng hợp chất Va-e 31 Bảng 3.2 Giá tri Rf nhiệt độ nóng chảy (tonc) dẫn chất Va-e 32 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ IR dẫn chất Va-e 33 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ MS [M+H]+ dẫn chất Va-e 33 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ 1H-NMR dẫn chất Va-e 34 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ 13C-NMR dẫn chất Va-e 35 Bảng 3.7 Kết thử tác dụng ức chế IDO1 dẫn chất Va-e 36 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Con đường kynurenin Hình 1.2 Sự phát triển ung thư trình thay đổi đáp ứng miễn dịch Hình 1.3 Cơ chế phân tử gây dung nạp miễn dịch với khối u IDO1 Hình 1.4 Cấu trúc phức hợp IDO1 PI Hình 1.5 (a) Cấu trúc tinh thể phức hợp IDO1 PI; (b) Cấu trúc tinh thể phức hợp IDO1 Amg-1; (c) Cấu trúc PI Amg-1 Hình 1.6 Mơ hình cấu trúc chất ức chế IDO1 Hình 1.7 Công thức số chất ức chế IDO1 mang khung indol Hình 1.8 Cơng thức số chất ức chế IDO1 mang khung imidazol Hình 1.9 Cơng thức số chất ức chế IDO1 thuộc nhóm N-hydroxyamidin Hình 1.10 Các chất ức chế IDO1 mang khung indazol 10 Hình 1.11 Các chất ức chế IDO1 mang khung 6-aminoindazol 11 Hình 3.1 Sự cộng hưởng xảy khung indazol 38 Hình 3.2 Phổ IR chất Va 41 Hình 3.3 Phổ MS chất Vb 42 Hình 3.4 Phổ 1H-NMR chất Vc 43 Hình 3.5 Phổ 13C-NMR chất Vc 43 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Quá trình tạo amid từ acid carboxylic 11 Sơ đồ 1.2 Cơ chế tạo acyl clorid từ acid carboxylic SOCl2 11 Sơ đồ 1.3 Phản ứng amid hóa one-pot với SOCl2 có mặt TEA DCM 12 Sơ đồ 1.4 Cơ chế tạo acyl clorid với (COCl)2 có mặt DMF 12 Sơ đồ 1.5 Cơ chế tạo acyl imidazol từ acid carboxylic CDI 13 Sơ đồ 1.6 Sự tạo thành sản phẩm phụ sử dụng CDI 13 Sơ đồ 1.7 Cơ chế xúc tác acid sử dụng CDI 14 Sơ đồ 1.8 Khử hóa chọn lọc nhóm nitro thơm hydro hóa 14 Sơ đồ 1.9 Khử hóa chọn lọc nhóm nitro thơm kim loại 15 Sơ đồ 1.10 Sự tạo thành hydro in situ 15 Sơ đồ 1.11 Khử hóa chọn lọc nhóm nitro thơm tác nhân sinh hydro in situ 16 Sơ đồ 1.12 Sự tạo thành ion hydrid phản ứng khử SnCl2/HCl 16 Sơ đồ 1.13 Khử hóa dẫn chất indazol SnCl2 alcol 16 Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp chung 22 Sơ đồ 3.2 Quy trình tổng hợp chất II 22 Sơ đồ 3.3 Quy trình tổng hợp chất III 23 Sơ đồ 3.4 Quy trình tổng hợp chất IVa-e 24 Sơ đồ 3.5 Quy trình tổng hợp chất IVa 24 Sơ đồ 3.6 Quy trình tổng hơp chất IVb 25 Sơ đồ 3.7 Quy trình tổng hơp chất IVc 26 Sơ đồ 3.8 Quy trình tổng hợp chất IVd 26 Sơ đồ 3.9 Quy trình tổng hơp chất IVe 27 Sơ đồ 3.10 Quy trình tổng hợp chất Va-e 27 Sơ đồ 3.11 Quy trình tổng hợp chất Va 28 Sơ đồ 3.12 Quy trình tổng hợp chất Vb 29 Sơ đồ 3.13 Quy trình tổng hợp chất Vc 29 Sơ đồ 3.14 Quy trình tổng hợp chất Vd 30 Sơ đồ 3.15 Quy trình tổng hợp chất Ve 30 Sơ đồ 3.16 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất II 37 Sơ đồ 3.17 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất III 38 Sơ đồ 3.18 Cơ chế tổng hợp dẫn chất IVa-e 39 ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh ung thư gánh nặng cho toàn cầu số ca mắc lớn với tỉ lệ tử vong cao Theo ước tính của GLOBOCAN năm 2020, giới có khoảng 19,3 triệu ca ung thư gần 10,0 triệu ca tử vong [35] Ở Việt Nam, thống kê năm 2018 có 164671 ca ung thư (0,17% dân số), số ca tử vong 114871 (0,12% dân số) [27] Từ đó, việc tìm thuốc điều trị ung thư mục tiêu hàng đầu lĩnh vực y tế nói chung Nghiên cứu tương tác khối u hệ miễn dịch mở đường cho việc tìm kiếm thuốc điều trị ung thư với đích chế khác hồn tồn với thuốc hóa trị liệu thơng thường [36] Ngồi thành cơng thuốc theo hướng ức chế “chốt” kiểm soát miễn dịch program cell death (PD-1) cytotoxic Tlymphocyte-associated protein (CTAL-4), chất ức chế hướng đích indoleamin2,3-dioxygenase (IDO1) cho thấy tiềm phát triển lớn điều trị ung thư thơng qua q trình phục hồi đáp ứng miễn dịch thể với khối u Do việc sàng lọc hợp chất phân tử nhỏ theo hướng ức chế IDO1 thu hút quan tâm mạnh mẽ nhiều nghiên cứu khoảng thập kỉ gần [9, 39] Indazol khung cấu trúc có mặt nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học đa dạng có kháng ung thư [45] Nghiên cứu gần cho thấy kết hợp khung indazol vào cấu trúc chất ức chế IDO1 cho kết hoạt tính ức chế IDO1 hoạt tính kháng tế bào ung thư cao [28, 29] Trên sở đó, nhằm mục đích tìm kiếm phát triển thêm hợp chất có hoạt tính ức chế IDO1 mạnh, đồng thời góp phần làm phong phú thêm vào ngân hàng hoạt chất mang khung indazol, nhóm nghiên cứu tiến hành đề tài “Tổng hợp thử tác dụng ức chế indoleamin-2,3-dioxygenase số dẫn chất propanamid thơm mang khung 6-amino-1H-indazol” với mục tiêu chính, là: Tổng hợp số dẫn chất propanamid thơm mang khung 6-amino-1H-indazol Thử tác dụng ức chế IDO1 dẫn chất tổng hợp Phụ lục Phổ khối lượng chất Vb Phụ lục Phổ khối lượng chất Vc Phụ lục Phổ khối lượng chất Vd Phụ lục 10 Phổ khối lượng chất Ve Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR chất Va Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR chất Vb Phụ lục 13 Phổ 1H-NMR chất Vc Phụ lục 14 Phổ 1H-NMR chất Vd Phụ lục 15 Phổ 1H-NMR chất Ve Phụ lục 16 Phổ 13C-NMR chất Va Phụ lục 17 Phổ 13C-NMR chất Vb Phụ lục 18 Phổ 13C-NMR chất Vc Phụ lục 19 Phổ 13C-NMR chất Vd Phụ lục 20 Phổ 13C-NMR chất Ve BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN HỮU LONG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG ỨC CHẾ INDOLEAMIN-2,3-DIOXYGENASE CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT PROPANAMID THƠM MANG KHUNG 6-AMINO-1H-INDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2021 ...  16 9,50; 14 8,33; 14 8, 26; 14 1,79; 13 8,89; 13 3 , 16 ; 13 1, 96; 12 1,47; 12 1, 41; 11 6, 49; 11 6, 47; 11 5 ,14 ; 11 2,87; 90,30; 90,24; 44,07; 36, 73 13 Vd 4-OCH3 C-NMR (12 5 MHz, CDCl3, ppm):  16 8,88; 15 6, 46; ... số dẫn chất propanamid thơm mang khung 6- amino- 1H- indazol? ?? với mục tiêu chính, là: Tổng hợp số dẫn chất propanamid thơm mang khung 6- amino- 1H- indazol Thử tác dụng ức chế IDO1 dẫn chất tổng hợp. .. 15 6, 46; 14 6, 23; 14 1,50; 13 3 ,69 ; 13 0,87; 12 1,99; 12 1,90; 11 7, 76; 11 4,04; 11 2, 96; 91, 77; 55, 46; 44, 46; 37,47 13 Ve 2,4-OCH3 C-NMR (12 5 MHz, CDCl3, ppm):  16 8,24; 15 6, 51; 14 9,34; 14 5,93; 14 1,42; 13 3 ,65 ;