Đang tải... (xem toàn văn)
MỞ ĐẦU Ung thƣ là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới, ở Việt Nam ƣớc tính mỗi năm có hơn 126000 ca mắc mới và khoảng 94.000 ngƣời tử vong. Số ca bệnh mới sẽ tăng khoảng 70% trong vòng 2 thập kỷ tới. Trong các ca tử vong thì có gần 1/6 ca tử vong là do ung thƣ, trong đó khoảng 70% ca tử vong do ung thƣ xảy ra ở các nƣớc có thu nhập thấp và trung bình. Khoảng 30-50% trƣờng hợp ung thƣ có thể đƣợc ngăn ngừa nếu đƣợc chẩn đoán sớm và điều trị đầy đủ [1]. Hiện nay, có thể để điều trị ung thƣ trên cấp độ tế bào với độ chính xác và hiệu quả khá cao. Trong đó, topoisomerase (Top 1) là đích đến hiệu quả trong việc nghiên cứu và tổng hợp thuốc điều trị ung thƣ. Camptothecin (1) là một sản phẩm tự nhiên đƣợc biết đến là một loại thuốc điều trị bệnh ung thƣ theo cơ chế gây độc topoisomerase [2]. Mặc dù, topotecan (2) và irinotecan (3) đã đƣợc Cục Quản lý Thực phẩm và Dƣợc phẩm Mỹ (FDA) phê duyệt để điều trị ung thƣ [3]-[4], nhƣng các dẫn chất camptothecin có một số nhƣợc điểm lớn bao gồm: độ hòa tan trong nƣớc kém, độc tính bị hạn chế, sinh khả dụng kém do nhóm chức lacton dễ bị thủy phân [5–9]. Hơn nữa, cả hai đột biến kháng thuốc R364H [10] và N722SX [11] và các kênh đào thải thuốc ABCG2 [12–14] và MXR [14] qua niêm mạc đều ảnh hƣởng đến hoạt tính kháng ung thƣ của camptothecin. Từ những hạn chế này đã thúc đẩy việc tìm kiếm các thuốc điều trị ung thƣ theo cơ chế ức chế Top1 mà không phải là camptothecin. Các indenoisoquinolin có một số ƣu điểm hơn các camptothecin. Thứ nhất, vị trí phân cắt DNA của NSC314622 (4) là khác so với camptothecin (1), do đó có thể cho phổ kháng ung thƣ khác nhau [15]. Thứ hai, các phức hợp phân tách Top1DNA-thuốc của indenoisoquinolin ổn định hơn so với các dẫn xuất của camptothecin [15]. Thứ ba, các indenoisoquinolin có tính ổn định về mặt hóa học [16]. Thứ tƣ, các indenoisoquinolin ít bị ảnh hƣởng bởi các đột biến kháng thuốc Top1 của R364H và N722S và các kênh thải trừ thuốc qua niêm mạc [16–18].
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGÔ HẠNH THƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN XUẤT INDENOISOQUINOLIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2018 i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ v DANH MỤC CÁC HÌNH vii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC PHỤ LỤC .x MỞ ĐẦU .1 HƢỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN CHƢƠNG TỔNG QUAN .4 1.1 Các phƣơng pháp tổng hợp indenoisoquinolin 1.1.1 Tổng hợp dẫn chất indenoisoquinolin nhờ phản ứng ngƣng tụ anhiđrit homophtalic với bazơ Schiff 1.1.2 Tổng hợp dẫn chất indenoisoquinolin dựa phản ứng indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion với amin bậc 1.1.3 Tổng hợp dẫn chất indenoisoquinolin thơng qua phản ứng đóng vòng 3–arylisoquinolin 11 1.1.4 Tổng hợp dẫn chất indenoisoquinolin dựa phản ứng đóng vòng dẫn chất styrenic enamit 12 1.1.5 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin thông qua phản ứng Tandem sử dụng xúc tác Cu(II) .14 1.1.6 Tổng hợp indenoisoquinoline dựa phản ứng ngƣng tụ anhydrit homophthalic với 2-(bromomethyl)-benzonitril 15 1.2 Hoạt tính chống ung thƣ hợp chất indenoisoquinolin 17 1.2.1 Topoisomerase 17 1.2.2 Hoạt tính chống ung thƣ số dẫn xuất indenoisoquinolin thay vòng A, B, C D 22 MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN 29 CHƢƠNG 2: ĐIỀU KIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM .30 2.1 Hóa chất thiết bị 30 2.1.1 Hóa chất dung mơi .30 2.1.2 Định tính phản ứng kiểm tra độ tinh khiết hợp chất sắc kí lớp mỏng 30 2.1.3 Thiết bị nghiên cứu 30 ii 2.1.4 Đánh giá hoạt tính 31 2.2 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin thay đổi nhóm nguyên tử N indenoisoquinolin 31 2.2.1 Tổng hợp hợp chất lai triazol–indenoisoquinolin (142a-n) .31 2.2.2 Tổng hợp hợp chất lai triazol–indenoisoquinolin (143a,b) 40 2.2.3 Tổng hợp hợp chất 144 .41 2.2.4 Tổng hợp hợp chất 145 42 2.2.5 Tổng hợp hợp chất 146a-e 43 2.2.6 Tổng hợp hợp chất 147 43 2.2.7 Tổng hợp hợp chất 148a-e 44 2.6.8 Tổng hợp hợp chất 149 .48 2.3 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin thay đổi nhóm vòng D .48 2.3.1 Tổng hợp hợp chất 150 .49 2.3.2 Tổng hợp imin 49 2.3.3 Tổng hợp hợp chất có mạch nhánh ester vòng B có nhóm vòng D 50 2.3.4 Tổng hợp dẫn xuất axit indenoisoquinolin có nhóm vòng B 52 2.3.5 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin 159, 160, 161 .52 2.3.6 Tổng hợp dẫn xuất azit-indenoisoquinolin .53 2.4 Thử hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ hợp chất 62 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64 3.1 Tổng hợp indenoisoquinolin với nhóm khác vòng B .64 3.2 Kết tổng hợp dẫn xuất lai triazol-indenoisoquinolin 142a-n 66 3.3 Kết tổng hợp hợp chất lai 143a,b .70 3.4 Tổng hợp hợp chất lai thông cầu nối triazol 74 3.4.1 Kết tổng hợp hợp chất 145 74 3.4.2 Kết tổng hợp hợp chất 148a-e 77 3.5 Kết tổng hợp dẫn xuất 149 .80 3.6 Chiến lƣợc tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin với nhóm metylendioxi, metoxi vòng D nhóm khác vòng B 83 3.6.1 Kết tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm metylendioxy 84 3.6.2 Kết tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm metoxy 88 iii 3.7 Kết tổng hợp dẫn xuất lai 94 3.7.1 Các dẫn xuất lai indenoisoquinolin-triazol với nhóm metylendioxi 95 3.7.2 Kết tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-triazol với nhóm metoxi vị trí số 10 99 3.6.3 Kết tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-triazol với nhóm metoxi vị trí số 103 3.7 Hoạt tính sinh học dẫn xuất tổng hợp đƣợc .106 KẾT LUẬN .112 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN 113 CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 114 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ac2O AIBN BnCl Boc CH2Cl2 DCC DDQ DMF DMSO DNA DIAD DIPEA EC50 Et3N EtOAc GI50 IC50 IR KHMDS MGM MeOH NaOMe NBS NMR PDC PMBCl P(OEt)3 i-PrOH TFA THF Anhydrit axetic Azobisisobutyronitril Benzyl clorit tert-Butyloxycarbonyl diclometan N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide 2,3-diclo-5,6-dicyanobenzoquinon Dimetylfoocmamit Dimetyl sulfoxit axit deoxyribonucleic Diisopropyl azodicarboxylat N,N-Diisopropylethylamine Half maximal effective concentration trietylamin etylacetat The half maximal inhibition concentration The half maximal inhibitory concentration Infra-red (phổ hồng ngoại) Kali bis(trimetylsilyl)amid Mean graph midpoint metanol Natri metoxit N-Bromosuccinimid nuclear megenic resonance Pyridin dicromat 4-metoxibenzyl clorit trietyl phosphit Iso-propylic axit trifloaxetic Tetrahydrofuran v DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1 Các phƣơng pháp tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin Sơ đồ Phƣơng pháp tổng hợp indeno[1,2-c]isoquinolin theo Mark Cushman Sơ đồ Phƣơng pháp tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin theo Muthusamy .6 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin theo Qian Zhao Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin theo Nguyễn Xuân Trung Sơ đồ Tổng hợp indenoisoquinolin theo Mark Cushman Sơ đồ Tổng hợp indenoisoquinolin theo Nguyễn Văn Tuyến Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin theo Daniel E Beck 10 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin theo Nathalic 11 Sơ đồ 10 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin theo Mỹ Huệ 12 Sơ đồ 11 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin theo Stéphane Lebrun 13 Sơ đồ 12 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin phản ứng Tandem 14 Sơ đồ 13 Tổng hợp 8-azaindenoisoquinolin 15 Sơ đồ 14 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin theo Mark Cushman 16 Sơ đồ 15 Tổng hợp dẫn xuất 7-azaindenoisoquinolin 17 Sơ đồ 16 Sơ đồ phá vỡ liên kết cộng hoá trị DNA 19 Sơ đồ Tổng hợp khung indenoisoquinolin 49 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm chức hidroxi este 65 Sơ đồ Tổng hợp hợp chất lai indenoisoquinolin-triazol-AZT 65 Sơ đồ 3 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-imanitib .66 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm hydroxi 67 Sơ đồ Cơ chế phản ứng Click [121] 70 Sơ đồ Tổng hợp este-indenoisoquinolin .71 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất 145 74 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-AZT 77 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin-imanitib .81 Sơ đồ 10 Chiến lƣợc tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin 84 Sơ đồ 11 Tổng hợp khung indenoisoquinolin với nhóm metylendioxi 85 Sơ đồ 12 Cơ chế phản ứng đóng vòng [127] .88 Sơ đồ 13 Tổng hợp khung indenoisoquinolin có nhóm metoxi .89 vi Sơ đồ 14 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm metylendioxi 96 Sơ đồ 15 Tổng hợp dẫn xuất lai indenoisoquinolin-triazol với nhóm metoxi vị trí số 10 100 Sơ đồ 16 Tổng hợp dẫn xuất lai indenoisoquinolin-triazol với nhóm metoxi vị trí số 104 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Mơ hình phức phân tách topoisomerase 18 Hình Cơ chế Tdp1 20 Hình Một số hợp chất gây độc Top1 22 Hình Các dẫn xuất indenoissoquinolin có hoạt tính theo Mark Cushman 23 Hình Các dẫn xuất indenoissoquinolin có hoạt tính theo Conda-Sheridan 27 Hình Phổ 1H-NMR hợp chất 142a .68 Hình Phổ 13C-NMR hợp chất 142a 69 Hình 3 Phổ 1H-NMR hợp chất 143a .72 Hình Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 143a .72 Hình Phổ 13C-NMR hợp chất 143a 73 Hình Phổ 1H-NMR hợp chất 145 .75 Hình Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 145 .75 Hình Phổ 13C-NMR hợp chất 145 76 Hình Phổ 1H-NMR hợp chất 148a .78 Hình 10 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 148a 79 Hình 11 Phổ 13C-NMR hợp chất 148a 80 Hình 12 Phổ 1H-NMR hợp chất 149 .82 Hình 13 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 149 .82 Hình 14 Phổ 13C-NMR hợp chất 149 .83 Hình 15 Phổ 1H-NMR hợp chất 153 .86 Hình 16 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 153 .86 Hình 17 Phổ 13C-NMR hợp chất 153 87 Hình 18 Sự khác phổ 1H-NMR hợp chất 154, 155 .90 Hình 19 Phổ 1H-NMR hợp chất 154 .91 Hình 20 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 154 .91 Hình 21 Phổ 13C-NMR hợp chất 154 92 Hình 22 Phổ 1H-NMR hợp chất 155 .93 Hình 23 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 155 .93 Hình 24 Phổ 13C-NMR hợp chất 155 94 Hình 25 Phổ 1H-NMR hợp chất 162a 97 viii Hình 26 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 162a 98 Hình 27 Phổ 13C-NMR hợp chất 162a 99 Hình 28 Phổ 1H-NMR hợp chất 163c 101 Hình 29 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 163c 102 Hình 30 Phổ 13C-NMR hợp chất 163c .103 Hình 31 Phổ 1H-NMR hợp chất 164b 105 Hình 32 Phổ 1H-NMR giãn rộng hợp chất 164b 105 Hình 33 Phổ 13C-NMR hợp chất 164b 106 Hình 34 Một số dẫn xuất indenoisoquinolin đƣợc tổng hợp có hoạt tính chống ung thƣ cao 109 Hình 35 Một số dẫn xuất indenoisoquinolin với nhóm metylendioxi metoxi có hoạt tính chống ung thƣ cao 111 ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Các điều kiện phản ứng Tandem .14 Bảng Độc tính tế bào hoạt tính ức chế top1 indenoisoquinolin .24 Bảng Hoạt tính ức chế tdp1 top1 27 Bảng Độc tính tế bào số hợp chất đƣợc chọn 28 Bảng Kết thử hoạt tính sinh học hợp chất 142-149 107 Bảng Kết thử hoạt tính sinh học hợp chất 153-164 110 Phụ lục 27 Phổ hợp chất 162a Phổ 1H-NMR hợp chất 162a Phổ 13C-NMR hợp chất 162a PL-27 Phụ lục 28 Phổ hợp chất 162b Phổ 1H-NMR hợp chất 162b Phổ 13C-NMR hợp chất 162b PL-28 Phụ lục 29 Phổ hợp chất 162c Phổ 1H-NMR hợp chất 162c Phổ 13C-NMR hợp chất 162c PL-29 Phụ lục 30 Phổ hợp chất 162d Phổ 1H-NMR hợp chất 162d Phổ 13C-NMR hợp chất 162d PL-30 Phụ lục 31 Phổ hợp chất 162e Phổ 1H-NMR hợp chất 162e Phổ 13C-NMR hợp chất 162e PL-31 Phụ lục 32 Phổ hợp chất 163a Phổ 1H-NMR hợp chất 163a Phổ 13C-NMR hợp chất 163a PL-32 Phụ lục 33 Phổ hợp chất 163b Phổ 1H-NMR hợp chất 163b Phổ 13C-NMR hợp chất 163b PL-33 Phụ lục 34 Phổ hợp chất 163c Phổ 1H-NMR hợp chất 163c Phổ 13C-NMR hợp chất 163c PL-34 Phụ lục 35 Phổ hợp chất 163d Phổ 1H-NMR hợp chất 163d Phổ 13C-NMR hợp chất 163d PL-35 Phụ lục 36 Phổ hợp chất 163e Phổ 1H-NMR hợp chất 163e Phổ 13C-NMR hợp chất 163e PL-36 Phụ lục 37 Phổ hợp chất 164a Phổ 1H-NMR hợp chất 164a Phổ 13C-NMR hợp chất 164a PL-37 Phụ lục 38 Phổ hợp chất 164b Phổ 1H-NMR hợp chất 164b Phổ 13C-NMR hợp chất 164b PL-38 Phụ lục 39 Phổ hợp chất 164c Phổ 1H-NMR hợp chất 164c Phổ 13C-NMR hợp chất 164c PL-39 Phụ lục 40 Phổ hợp chất 164d Phổ 1H-NMR hợp chất 164d Phổ 13C-NMR hợp chất 164d PL-40 Phụ lục 41 Phổ hợp chất 164e Phổ 1H-NMR hợp chất 164e Phổ 13C-NMR hợp chất 164e PL-41 ... chúng tơi chọn đề tài: Nghiên cứu tổng hợp xác định hoạt tính sinh học số dẫn xuất indenoisoquinolin ” 3 HƢỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin dựa thay đổi... Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin- AZT 77 Sơ đồ Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin- imanitib .81 Sơ đồ 10 Chiến lƣợc tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin 84 Sơ đồ 11 Tổng hợp khung... 2.3.4 Tổng hợp dẫn xuất axit indenoisoquinolin có nhóm vòng B 52 2.3.5 Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin 159, 160, 161 .52 2.3.6 Tổng hợp dẫn xuất azit -indenoisoquinolin .53 2.4 Thử hoạt tính