DƯƠNG văn HIẾU TỔNG hợp và THỬ tác DỤNG ức CHẾ INDOLEAMIN 2,3 DIOXYLGENASE 1 của một số dẫn CHẤT ACETAMID THƠM MANG KHUNG 6 AMINO 1h INDAZOL

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI DƯƠNG VĂN HIẾU Mã sinh viên: 1601264 TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG ỨC CHẾ INDOLEAMIN-2,3-DIOXYLGENASE CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT ACETAMID 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 Hóa 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 người suốt thời gian qua hỗ trợ động viên tơi hồn thành nghiên cứu cách tốt Trước hết, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến hai người thầy hướng dẫn tơi thực đề tài này, PGS.TS Trần Phương Thảo – Bộ mơn Hóa Dược 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, thực niềm đam mê với khoa học mà cịn đưa lời khun xác, kịp thời động viên lúc gặp khó khăn Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên, nghiên cứu viên, anh chị kĩ thuật viên công tác môn Hóa Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa – Đại học KHTN giúp tơi hồn thành khóa luận Có thể nói, mơn, thầy cơ, bạn bè phịng thí nghiệm niềm vui lớn quãng đời sinh viên Nhờ thầy cô, người vượt qua lúc tưởng chừng khó khăn nhất, muốn bng bỏ thứ Cảm ơn người cho kỉ niệm thật đẹp Cảm ơn người phần quan trọng tuổi trẻ mà mãi sau in đậm tâm trí tơi Lời cuối, tơi muốn cảm ơn gia đình, bạn bè thành viên khác tham gia nghiên cứu môn Hóa Dược, đặc biệt NCS Dương Tiến Anh, anh Nguyễn Đình Trung Dũng, bạn Nguyễn Hữu Long, Cao Quỳnh Anh, em Lê Việt Anh, em Trương Cao Minh, em Lê Thiên Bảo Long người anh mà dành nhiều ngưỡng mộ tự hào Bùi Thế Kiên chia sẻ buồn vui, giúp đỡ khích lệ suốt thời gian nghiên cứu Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên Dương Văn Hiếu MỤC LỤC Trang ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Những khái niệm IDO1 1.1.1 Indoleamin 2,3 dioxygenase gì? 1.1.2 Các chế đường IDO1 liên quan đến ức chế miễn dịch 1.2 Cấu trúc IDO1 liên quan cấu trúc tác dụng chất ức chế IDO1 công bố 1.2.1 Cấu trúc protein IDO1 1.2.2 Liên quan cấu trúc tác dụng chất ức chế IDO1 10 1.1.3 Tổng quan hóa học số phản ứng thực đề tài 12 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Nguyên liệu thiết bị nghiên cứu 20 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất sử dụng nghiên cứu 20 2.1.2 Thiết bị nghiên cứu 21 2.2 Nội dung nghiên cứu 21 2.2.1 Tổng hợp hóa học 21 2.2.2 Thử hoạt tính ức chế IDO1 22 2.3 Phương pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Tổng hợp hóa học 22 2.3.2 Thử hoạt tính ức chế IDO1 23 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 26 3.1 Hóa học 26 3.1.1 Tổng hợp hóa học 26 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 40 3.1.3 Xác định cấu trúc 41 3.2 Thử hoạt tính ức chế IDO1 45 3.3 Bàn luận 46 3.3.1 Phản ứng hóa học 46 3.3.2 Khẳng định cấu trúc 50 3.3.3 Thử hoạt tính ức chế IDO1 54 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Kí hiệu chữ viết tắt Chú thích IDO Indoleamin 2,3-dioxygenase IDO1 Indoleamin 2,3-dioxygenase TDO Tryptophan 2,3-dioxygenase Kyn Kynurein Trp Tryptophan TH cells Tế bào T hỗ trợ TCL Tổng lượng tế bào lympho Treg Tế bào T điều hòa Immnue tolerance Dung nạp miễn dịch DCs Tế bào đuôi gai AhR Thụ thể tiền viêm GCN Protein điều hịa chuyển hóa acid amin mTORC Phức hợp đích ryphampycin IL-6 Interleukin Autophagy Sự tự thực bào WHO Tổ chức Y tế giới TLC Sắc ký lớp mỏng NMR Phổ cộng hưởng từ IR Phổ hồng ngoại NEt3 Triethyl amin DCM Dicloromethan DMF Dimethyl formamid Boc Tert-butyloxylcarbonyl DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng nghiên cứu 20 Bảng 2.2 Cách pha dung dịch thử sinh học 24 Bảng 3.1 Chỉ số hóa lý hiệu suất tổng hợp chất Va-e 39 Bảng 3.2 Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy (tonc) chất mục tiêu Va-e 40 Bảng 3.3 Giá trị phổ MS [M+H]+ chất mục tiêu Va-e 41 Bảng 3.4 Dữ liệu phổ IR chất Va-e 42 Bảng 3.6 Dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR dẫn chất Va-e 44 Bảng 3.7 Kết thử ức chế IDO1 Va-e 45 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1 Phản ứng tạo trực tiếp amid từ acid 13 Sơ đồ 1.2 Cơ chế hình thành clorid acid từ SOCl2 (COCl)2 [30] 14 Sơ đồ 1.3 Cơ chế xúc tác DMF tạo acyl halid từ SOCl2, (COCl)2 14 Sơ đồ 1.4 Cơ chế loại HCl sinh phản ứng base 15 Sơ đồ 1.5 Sự racemic hóa tạo liên kết amid acyl clorid 15 Sơ đồ 1.6 Cơ chế xúc tác tạo amid từ acyl clorid sử dụng pyridin làm chất xúc tác [18] 15 Sơ đồ 1.7 Cơ chế hình thành amid với xúc tác HOBt, EDC 16 Sơ đồ 1.8 Sự xúc tác cho phản ứng amid hóa HOAt 16 Sơ đồ 1.9 Phản ứng khử hóa nitro thơm Fe/H2O 18 Sơ đồ 1.10 Cơ chế khử hóa nhóm nitro sử dụng Sn/HCl [1] 18 Sơ đồ 1.11 Tạo anilin từ nitro benzen phương pháp khử hydro xúc tác kim loại 19 Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp chung 26 Sơ đồ 3.2 Quy trình tổng hợp chất trung gian số I 26 Sơ đồ 3.3 Quy trình tổng hợp dẫn chất II 27 Sơ đồ 3.4 Quy trình tổng hợp chất trung gian IVa-e 29 Sơ đồ 3.5 Quy trình tổng hợp dẫn chất IVa 29 Sơ đồ 3.6 Quy trình tổng hợp dẫn chất IVb 30 Sơ đồ 3.7 Quy trình tổng hợp dẫn chất IVc 31 Sơ đồ 3.8 Quy trình tổng hợp dẫn chất IVd 31 Sơ đồ 3.9 Quy trình tổng hợp dẫn chất IVe 32 Sơ đồ 3.10 Quy trình tổng hợp dẫn chất Va-e 32 Sơ đồ 3.11 Quy trình tổng hợp chất Va 33 Sơ đồ 3.12 Quy trình tổng hợp dẫn chất số Vb 34 Sơ đồ 3.14 Quy trình tổng hợp dẫn chất số Vd 37 Sơ đồ 3.15 Quy trình tổng hợp dẫn chất số Ve 38 Sơ đồ 3.16 Cơ chế hình thành hai sản phẩm alkyl 6-nitro-1H-indazol 47 Sơ đồ 3.17 Cơ chế thủy phân ester tạo acid 48 Sơ đồ 3.18 Cơ chế amid hóa tạo dẫn chất IVa-e 49 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.8 Các đích tác động IDO1 Hình 1.1 Mối quan hệ AhR, IDO kynurein Hình 1.2 Mối quan hệ IDO1 GCN2 [15] Hình 1.3 Mối quan hệ mTORC autophagy [26] Hình 1.4 Mơ hình gắn Trp vào IDO1 Hình 1.5 Mơ hình ức chế IDO1 epacadostat 10 Hình 1.6 Một số khung cấu trúc có hoạt tính ức chế IDO1 phát triển (1-3: khung tryptophan, 4-6: khung imidazol, 7-8: khung N-hydroxylamidin, 9-10: khung indazol) 12 Hình 1.7 Các dẫn chất mang khung 6-amino-1H-indazol ức chế IDO1 12 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo báo cáo Tổ chức Y tế Thế giới, bệnh lý ung thư nguyên nhân hàng đầu nguyên nhân gây tử vong người trưởng thành Cũng theo báo cáo này, ước tính Việt Nam năm có 18000 ca mắc ung thư 120000 ca tử vong, đứng đầu nguyên nhân gây tử vong người trưởng thành, bệnh lý tim mạch [5, 19] Hiện nay, phương pháp sàng lọc, điều trị ung thư nhận nhiều quan tâm, đầu tư nghiên cứu phát triển nhiều tổ chức nhà nghiên cứu toàn giới Trong phương pháp điều trị ung thư, kể đến phẫu thuật, hóa trị, xạ trị, liệu pháp nhắm trúng đích, liệu pháp hormon, đặc biệt liệu pháp miễn dịch đặc biệt quan tâm liệu pháp có nhiều lợi so với phương pháp truyền thống [19] Chính vậy, việc sàng lọc phân tử nhỏ có hoạt tính sinh học mạnh mẽ khơng có nhiều giá trị việc nâng cao chất lượng hóa trị liệu, mà cịn mở đường cho phương pháp điều trị liệu pháp miễn dịch Indazol nhóm hợp chất có hoạt tính sinh học phong phú kháng khuẩn, kháng nấm, đặc biệt tiềm việc ức chế phát triển tế bào ung thư [7] Nhiều nghiên cứu gần dẫn chất mang khung indazol có khả tương tác với nhiều đích phân tử việc hình thành phát sinh ung thư, nghiên cứu dẫn chất indazol hướng ức chế enzym ức chế indoleamin 2,3-dioxygenase (IDO1) qua đường chuyển hóa Tryptophan/ Kynurenin nhận nhiều quan tâm [3, 13] Trên sở đó, với mục đích sàng lọc hợp chất có khả ức chế IDO1 mạnh, đồng thời làm giàu thêm sở liệu hợp chất ức chế IDO mang khung indazol, nhóm nghiên cứu tiến hành đề tài “Tổng hợp thử hoạt tính ức chế IDO1 số dẫn chất acetamid thơm mang khung 6-amino-1H-indazol với mục tiêu: Tổng hợp dẫn chất acetamid thơm mang khung 6-amino-1H-indazol Thử hoạt tính ức chế IDO1 chất tổng hợp Phụ lục Phổ cộng hưởng từ 1H-NMR Vb Phụ lục Phổ cộng hưởng từ 1H-NMR Vc Phụ lục Phổ cộng hưởng từ 1H-NMR Vc Phụ lục Phổ cộng hưởng từ 1H-NMR Vd Phụ lục 10 Phổ cộng hưởng từ 1H-NMR Ve Phụ lục 11 Phổ 13C-NMR Va Phụ lục 12 Phổ 13C-NMR Vb Phụ lục 13 Phổ 13C-NMR Vc Phụ lục 14 Phổ 13C-NMR Ve Phụ lục 15 Phổ 13C-NMR IVd Phụ lục 16 Phổ IR Va Phụ lục 17 Phổ IR Vb Phụ lục 18 Phổ IR Vc Phụ lục 19 Phổ IR Vd BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - DƯƠNG VĂN HIẾU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG ỨC CHẾ INDOLEAMIN-2,3-DIOXYLGENASE CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT ACETAMID THƠM MANG KHUNG 6-AMINO-1H-INDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SỸ HÀ NỘI - 2021 ... tính ức chế IDO1 số dẫn chất acetamid thơm mang khung 6- amino- 1H- indazol với mục tiêu: Tổng hợp dẫn chất acetamid thơm mang khung 6- amino- 1H- indazol Thử hoạt tính ức chế IDO1 chất tổng hợp CHƯƠNG... này, tổng hợp bước đầu đánh giá tác dụng ức chế IDO1 số dẫn chất acetamid thơm mang khung 6- amino- 1H- indazol 11 Hình 1. 6 Một số khung cấu trúc có hoạt tính ức chế IDO1 phát triển (1- 3: khung. .. 4 -6: khung imidazol, 7-8: khung N-hydroxylamidin, 9 -10 : khung indazol) Hình 1. 7 Các dẫn chất mang khung 6- amino- 1H- indazol ức chế IDO1 1. 1.3 Tổng quan hóa học số phản ứng thực đề tài 1. 1.3.1