HÀ PHƯƠNG THẢO TỔNG hợp và THỬ tác DỤNG KHÁNG tế bào UNG THƯ của một số dẫn CHẤT 2,6 DICLOROBENZYLIDENHYDANTOIN KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI HÀ PHƯƠNG THẢO Mã sinh viên: 1601720 TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2,6DICLOROBENZYLIDENHYDANTOIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS.TS Vũ Trần Anh ThS Hoàng Thu Trang Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Hữu – Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2021 LỜI CẢM ƠN Trong trình nghiên cứu đầy khó khăn vất vả để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, em nhận nhiều giúp đỡ từ thầy cô giáo, bạn bè người thân Nhân dịp này, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới: PGS TS Vũ Trần Anh, người thầy tận tâm giao cho em đề tài này, truyền cho em nhiều kiến thức khoa học quý giá quan tâm, động viên em trình hồn thành đề tài ThS Hồng Thu Trang hỗ trợ giúp đỡ em trình làm thực nghiệm để em hồn thành tốt mục tiêu đề tài Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình bạn bè ln ủng hộ, khích lệ tinh thần giúp đỡ em khoảng thời gian hồn thành khóa luận tốt nghiệp suốt quãng thời gian học tập mái trường Đại học Dược Hà Nội Hà Nội, ngày 30 tháng 05 năm 2021 Sinh viên Hà Phương Thảo MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẪN CHẤT THƠM 5- ARYLIDEN CỦA HYDANTOIN 1.1.1 1.1.1 Tác dụng kháng tế bào ung thư 1.1.2 1.1.2 Các tác dụng khác 1.2 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP 5-(2,6-DICLORO BENZYLIDEN)HYDANTOIN VÀ DẪN CHẤT 1.2.1 1.2.1 Phản ứng tổng hợp dẫn chất 5-arylidenhydantoin 1.2.2 Phản ứng tổng hợp dẫn chất base Mannich 10 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, NỘI DUNG 12 VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hóa chất, thiết bị 12 2.2 Nội dung nghiên cứu 13 2.3 Phương pháp nghiên cứu 13 2.3.1 Phương pháp tổng hợp dẫn chất 5-(2,6-diclorobenzyliden) 13 hydantoin 2.3.2 Phương pháp tinh chế xác định cấu trúc 14 2.3.3 Phương pháp xác định hoạt tính kháng tế bào ung thư 14 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ 17 3.1 Tổng hợp hóa học 17 3.1.1 Tổng hợp chất ngưng tụ 5-(2,6-diclorobenzyliden)hydantoin (3) 17 3.1.2 Tổng hợp dẫn chất 5-(2,6-diclorobenzyliden)hydantoin 18 (5a-d) 3.1.2.1 Tổng hợp 5-(2,6-diclorobenzyliden)-3-piperidinomethyl hydantoin 19 (5a) 3.1.2.2 Tổng hợp 5-(2,6-diclorobenzyliden)-3-dimethylaminomethyl 20 hydantoin (5b) 3.1.2.3 Tổng hợp 5-(2,6-diclorobenzyliden)-3-morpholinomethyl 21 hydantoin (5c) 3.1.2.4 Tổng hợp 5-(2,6-diclorobenzyliden)-3-(N-methylpiperazino) 21 methylhydantoin (5d) 3.2 Kiểm tra độ tinh khiết khẳng định cấu trúc 23 3.2.1 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp 23 3.2.2 Khẳng định cấu trúc 24 3.3 Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư 28 CHƯƠNG BÀN LUẬN 31 4.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 31 4.1.1 Về phản ứng tổng hợp 5-(2,6-diclorobenzyliden)hydantoin (3) 31 4.1.2 Về phản ứng Mannich 32 4.2 VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP 33 ĐƯỢC 4.2.1 Về phổ hồng ngoại (IR) 33 4.2.2 Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR 34 4.2.3 Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR 34 4.2.4 Phổ khối lượng (MS) 35 4.3 VỀ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ATCC The American Type Culture Collection (Tổ chức tài nguyên tiêu chuẩn vật liệu sinh học Mỹ) A549 : Tế bào ung thư phổi người Ar Aryl CDCl3 Cloroform–d 13 Carbon–13 nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt C–NMR nhân 13C) CTPT Công thức phân tử Đ.v.C Đơn vị carbon DMSO Dimethyl sulfoxid OD Mật độ quang học dung dịch CS (%) Tỷ lệ sống sót tế bào EGFR Epidermal growth factor receptor (Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu mô) H–NMR Proton nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) IC50 Half maximal inhibitory concentration (Nồng độ ức chế 50%) IR Infrared Spectrometry (Phổ hồng ngoại) KLPT Khối lượng phân tử Me Methyl MS Mass spectrometry (Phổ khối lượng) MTT 3–(4,5–dimethyl–2–thiazolyl)–2,5–diphenyltetrazoli bromid SKLM Sắc ký lớp mỏng Tonc Nhiệt độ nóng chảy DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Ảnh hưởng hợp chất chọn (14-16) đến nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) kháng sinh kháng S aureus MRSA HEMSA Bảng 3.1 Kết tổng hợp hợp chất 5-(2,6-diclorobenzyliden) 22 hydantoin (3) dẫn chất base Mannich (5a-d) Bảng 3.2 Giá trị Rf Tonc hợp chất 5-(2,6-dicloro 24 benzyliden)hydantoin (3) dẫn chất base Mannich (5a-d) Bảng 3.3 Số liệu phổ IR hợp chất 5-(2,6-diclorobenzyliden) 25 hydantoin (3) dẫn chất base Mannich (5a-d) Bảng 3.4 Số liệu phổ H–NMR hợp chất 5-(2,6-dicloro 26 benzyliden)hydantoin (3) dẫn chất base Mannich (5ad) Bảng 3.5 Số liệu phổ 13 C–NMR hợp chất 5-(2,6-dicloro 27 benzyliden)hydantoin (3) dẫn chất base Mannich (5ad) Bảng 3.6 Số liệu phổ MS hợp chất 5-(2,6-diclorobenzyliden) 28 hydantoin (3) dẫn chất base Mannich (5a-d) Bảng 3.7 Kết thử hoạt tính kháng tế bào ung thư theo giá trị IC50 (g/ml) 29 hợp chất 5-(2,6-diclorobenzyliden) hydantoin (3) dẫn chất base Mannich (5a-d) Bảng 3.8 Kết thử hoạt tính kháng tế bào ung thư theo IC50 ((M-mol/L) (mol/mL)) hợp chất 5-(2,6diclorobenzyliden) hydantoin (3) dẫn chất base Mannich (5a-d) 30 DANH MỤC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp dẫn chất 5-(2,6-dicloro 17 benzyliden)hydantoin Sơ đồ 4.1 Sơ đồ phản ứng tổng hợp 5-(2,6-diclorobenzyliden) 31 hydantoin Sơ đồ 4.2 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất ngưng tụ 5-(2,6- 32 diclorobenzyliden)hydantoin DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình Các ví dụ đại diện dẫn xuất 5-aryliden hydantoin có hoạt tính chống ung thư Hình 1.1 Cấu trúc hóa học Hydantoin Hình 1.2 Aplysinopsin Hình 1.3 (Z)-5-(4-hydroxybenzyliden)hydantoin chống lại dịng tế bào ung thư biểu mơ cổ tử cung người (HeLa) Hình 1.4 Cấu trúc hóa học UPR1024 Hình 1.5 Dẫn chất base Mannich 5-(3-clorobenzyliden) hydantoin chống lại dòng tế bào ung thư vú MCF-7 tế bào ung thư đại tràng HCT116 Hình 1.6 Các dẫn xuất piperazine 5-arylidenimidazolidin- 2,4-dion Hình 1.7 Dẫn xuất 5-arylidene imidazolidin-2,4-dion có tác dụng chống loạn nhịp tim ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư ln mối quan tâm tồn cầu Theo thống kê GLOBOCAN năm 2020, tình hình mắc tử vong ung thư toàn giới có xu hướng tăng Tại Việt Nam, ước tính có 182.563 ca mắc 122.690 ca tử vong ung thư Cứ 100.000 người có 159 người chẩn đoán mắc ung thư 106 người tử vong ung thư [1] Năm 2020, Việt Nam xếp thứ 91/185 tỷ suất mắc thứ 50/185 tỷ suất tử vong 100.000 người Thứ hạng tương ứng năm 2018 99/185 56/185 [1] Như vậy, thấy tình hình mắc tử vong ung thư Việt Nam tăng nhanh Một biện pháp điều trị ung thư phổ biến hóa trị liệu Một số thuốc điều trị ung thư sử dụng lâm sàng, nhiên số lượng không nhiều giá đắt đỏ Vì vậy, việc tìm kiếm phát triển hợp chất có hoạt tính chống ung thư tiềm nhu cầu cấp thiết Việt Nam giới Các hợp chất có khung hydantoin (imidazol-2,4-dion) họ cấu trúc lớn việc tìm kiếm loại thuốc với hướng điều trị khác nhau, đặc biệt điều trị ung thư Tác dụng chống ung thư dẫn xuất hydantoin số tác giả báo cáo (Hình 1) Một số dẫn xuất hydantoin, đặc trưng nhóm 1-phenethyl 5- (E) - benzyliden, ức chế q trình tự phosphoryl hóa EGFR q trình phosphoryl hóa polyGAT, ức chế phát triển tăng sinh tế bào A431 người, biểu mức EGFR [20] (Hình 1) Các dẫn xuất hydantoin thử nghiệm Rajic cộng sự, cho thấy hoạt động ức chế rõ rệt dịng tế bào HeLa MCF-7, khơng có tác dụng kháng tế bào tế bào bình thường [23] Khả chống ung thư 5- benzyliden hydantoin thể mối liên quan tới ức chế SIRT chứng minh Lionel [14] Mudit cộng sự, [16] mô tả phenylmethylen hydantoin loại chất chống ung thư có khả kiểm sốt ung thư tuyến tiền liệt di Các hợp chất tổng hợp Reddy [22] chứa nhân N-benzylindol liên kết với gốc hydantoin thông qua liên kết đơi với cấu hình Z chất chống ung thư tiềm để điều trị ung thư vú Chất chống lại dịng tế bào ung thư biểu mơ vú MCF-7, MDA-231 người Chất ức chế EGFR Hình Các ví dụ đại diện dẫn xuất 5-aryliden hydantoin có hoạt tính chống ung thư [20] Với định hướng sử dụng nhóm vị trí số dẫn chất diclorobenzyliden nhóm vị trí số aminomethyl để tìm hiểu mối liên quan cấu trúc hoạt tính kháng ung thư dãy chất 5-(2,6diclorobenzyliden)hydantoin, đồng thời tìm kiếm hợp chất có khả kháng tế bào, khóa luận: “Tổng hợp thử tác dụng kháng tế bào ung thư số dẫn chất 2,6- diclorobenzylidenhydantoin” tiến hành với hai mục tiêu: Tổng hợp 5-(2,6-diclorobenzyliden)hydantoin số dẫn chất Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư dẫn chất tổng hợp số dòng tế bào ung thư CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẪN XUẤT 5-ARYLIDEN HYDANTOIN Hydantoin, imidazolidin-2,4-dion, dị vịng năm cạnh khơng thơm, coi khung cấu trúc có giá trị lớn hóa dược Tầm quan trọng khung hydantoin việc khám phá thuốc khẳng định số loại thuốc sử dụng lâm sàng, chẳng hạn phenytoin, nitrofurantoin enzalutamide Hydantoin có năm vị trí tiềm năng, bao gồm hai vị trí nhận liên kết hydro hai vị trí cho liên kết hydro [17] Hình 1.1 Cấu trúc hóa học Hydantoin Hai tính chất hấp dẫn khác khung hydantoin khả tổng hợp hóa học thông qua phản ứng hồi lưu khả phản ứng dễ dàng với chất khác Do đặc điểm này, nhiều dẫn xuất hydantoin với nhóm khác nhau, đặc biệt dẫn xuất 5-aryliden hydantoin, thiết kế tổng hợp, thể phổ rộng hoạt tính sinh học dược lý chống lại bệnh ví dụ ung thư, nhiễm khuẩn, bệnh chuyển hóa động kinh Ví dụ: aplysinopsin- phân lập từ bọt biển Aplysinopsis chứng minh có độc tính tế bào chống lại tế bào ung thư, phenytoin thường sử dụng điều trị bệnh động kinh, chất chủ vận thụ thể androgen người, GLPG04924 chất giãn Dantrolene sử dụng rộng rãi y tế [9], [17] Hình 1.2 Aplysinopsin 1.1.1 Tác dụng kháng tế bào ung thư Phụ lục 8b Phổ MS-positive chất 5a Phụ lục Phổ 1H-NMR chất 5b Phụ lục 10 Phổ 13C-NMR chất 5b Phụ lục 11 Phổ IR chất 5b Phụ lục 12 Phổ MS-negative chất 5b Phụ lục 13 Phổ 1H-NMR chất 5c Phụ lục 14 Phổ 13C-NMR chất 5c Phụ lục 15 Phổ IR chất 5c Phụ lục 16a Phổ MS-negative chất 5c Phụ lục 16b Phổ MS-positive chất 5c Phụ lục 17 Phổ 1H-NMR chất 5d Phụ lục 18 Phổ 13C-NMR chất 5d Phụ lục 19 Phổ IR chất 5d Phụ lục 20 Phổ MS - negative chất 5d BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI HÀ PHƯƠNG THẢO TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2,6DICLOROBENZYLIDENHYDANTOIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2021 ... thời tìm kiếm hợp chất có khả kháng tế bào, khóa luận: ? ?Tổng hợp thử tác dụng kháng tế bào ung thư số dẫn chất 2,6- diclorobenzylidenhydantoin? ?? tiến hành với hai mục tiêu: Tổng hợp 5- (2,6- diclorobenzyliden)hydantoin... Kết thu cho thấy chất 13 tổng hợp có cấu trúc dự kiến Đã thử hoạt tính kháng tế bào ung thư dẫn chất tổng hợp dòng tế bào ung thư người tế bào ung thư gan (Hep–G2) tế bào ung thư biểu mô vú (MCF-7)... kháng tế bào ung thư dẫn chất tổng hợp Tiến hành thử hoạt tính kháng ung thư 5- (2,6- diclorobenzyliden) hydantoin dẫn chất tổng hợp dòng tế bào: ung thư gan (HepG2), ung thư vú (MCF-7) 2.3 Phương pháp