Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư, chống Alzheimer của các hợp chất có cấu trúc lai chứa khung 4-aminoquinazoline

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:151

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án đã thiết kế và tổng hợp thành công 34 hợp chất mới bao gồm: 4 dẫn xuất quinazoline mới có biến đổi ở vị trí C-4 và C-6 130a-d; 1 hợp chất lai mới có cấu trúc dimer quinazoline 145. Các dẫn xuất này có thể được dùng để lai hóa với các thuốc hoặc các chất có hoạt tính khác chứa liên nhóm azit –N3 theo phản ứn click để tổng hợp các hợp chất lai mới.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư, chống Alzheimer của các hợp chất có cấu trúc lai chứa khung 4-aminoquinazoline

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN THỊ NGA Ứ Ổ CHỐ Ư, CHỐNG ALZHEIMER Ủ Ấ Ứ 4-AMINOQUINAZOLINE LUẬN ÁN TIẾ SĨ Ó ỌC HÀ NỘI – 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN THỊ NGA Ứ Ổ P VÀ CHỐ Ư, CHỐNG AL Ủ Ấ Ứ 4-AMINOQUINAZOLINE Chuyên ngành: Hóa học uc Mã số: 9.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾ SĨ Ó ỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS TS V Quố Trun 2. TS. Lê Nhật Thùy Giang HÀ NỘI – 2020
LỜ Tôi xin am đoan đây là ôn trình n hiên ứu khoa họ độc lập của riêng tôi dƣới sự hƣớng dẫn của PGS TS V Quốc Trung và TS. Lê Nhật Thùy Giang. Các kết quả và số liệu nêu tron luận n là trun thự và hƣa từng công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Toàn bộ các thông tin trích dẫn trong luận n đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc xuất xứ. i ng th ng n m 2020 c ả uậ NCS. Nguyễn Thị Nga
LỜI CẢ Ơ Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy ô hƣớng dẫn khoa học là PGS.TS. V Quố Trung (Trƣờn Đại họ Sƣ phạm Hà Nội) và TS. Lê Nhật Th y Gian (Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam) đã iao đề tài, trực tiếp định hƣớn và iúp đỡ em trong quá trình thực hiện Luận án. Em xin gửi lời tri ân sâu sắc tới GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến, n ƣời truyền đam mê n hiên ứu, n ƣời iúp đỡ em về vật chất và ủng hộ em về tinh thần trong suốt quá trình hoàn thành Luận án. Em xin chân thành cảm ơn tập thể Phòng Hóa dƣợc, TS. Đặng Thị Tuyết Anh, Ths. Hoàn Thị Phƣơn , Ths N uyễn Tuấn nh đã iúp đỡ em rất nhiều về thực nghiệm trong suốt thời gian làm nghiên cứu. Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công Nghệ, tập thể các thầy cô, các anh chị tại các phòng ban Học viện Khoa học và Công Nghệ đã tạo điều kiện iúp đỡ em trong suốt quá trình là nghiên cứu sinh. Em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô, các anh chị và các bạn NCS tại viện Hóa học đã iản dạy và iúp đỡ m tron suốt qu trình họ tập tại Học viện. Em xin chân thành cảm ơn Ban Gi m hiệu Trƣờng Cao đ n Y tế Hà Nội, Phòng Tổ chức cán bộ, Khoa Khoa họ ơ ản và các cán bộ, giảng viên Bộ môn Hóa đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và công việ để m họ tập và n hiên ứu Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắ đến ia đình, ố m , hồn on và bạn è đã iúp đỡ em hoàn thành Luận án. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Thị Nga
i D Ụ Ữ Ế Ắ cp ư p p sắc ký TLC Thin Lay r Chromato raphy: Sắ ký lớp mỏn CC Column Chromato raphy: Sắ ký ột cp ư p pp ổ Hi h r solution Mass Sp tros opy: Phổ khối lƣợn phân HRMS iải cao El trospray Ionization Mass Sp tros opy: Phổ khối ion ESI-MS hóa phun điện IR Infrar d Sp tros opy: Phổ hồn n oại 1 Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectros opy: Phổ H-NMR ộn hƣởn từ hạt nhân proton 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: C-NMR Phổ ộn hƣởn từ hạt nhân ar on 13 s: singlet d: doublet t: triplet q: quartet m: multiplet dt: doublet triplet dd: double doublet Các dò tế bào u t ư và k ệm ê qua EC50 Nồn độ 50% tác dụng tối đa IC50 Nồn độ ức chế 50% đối tƣợng thử KB Tế bào un thƣ iểu mô Hep-G2 Tế ào un thƣ an Lu-1 Tế bào un thƣ phổi Hela Tế ào un thƣ ổ tử cung HT-29 Tế ào un thƣ ruột kết PC3 Tế ào un thƣ tiền liệt tuyến B16 Tế ào un thƣ da A549 Tế ào un thƣ phổi A2780 Tế ào un thƣ uồng trứng MCF-7 Tế ào un thƣ vú 518A2 Tế ào un thƣ da 8505C Tế ào un thƣ tuyến giáp
ii MGC803 Tế ào un thƣ da Bcap-37 Tế bào ung thƣ iểu mô cổ tử cung HL-60 Tế ào un thƣ m u EGFR Thụ thể yếu tố tăn trƣởng biểu bì VEGFR Thụ thể yếu tố tăn trƣởng biểu mô mạch máu AD Bệnh Azheimer AChE Enzyme acetylcholinesterase AChEI Chất ức chế enzyme acetylcholinesterase TKs Tyrosine Kinase HDAC Histon deaxetylase ATM Enzym ataxia telangiectasia mutated Các kí hiệu khác ∆ Hồi lƣu rt Nhiệt độ phòn THF Tetrahydrofuran AZT Zidovudin DMF Dimethylformamide DIPEA N,N-Diisopropylethylamine DMF-DMA N,N-dimethylformamid dimethyl acetal
iii D Ụ SƠ Ồ S đồ ê s đồ Trang Sơ đồ 1 1 Sơ đồ tổn hợp dẫn xuất 4-aminoquinazolin ằn phƣơn ph p hlorine hóa hợp hất 4(3H)- quinazolinone ....................................................................11 Sơ đồ 1 2 Tổn hợp dẫn xuất N-alkylanilinoquinazoline .................................12 Sơ đồ 1 3 Tổn hợp dẫn xuất quinazolin đa hứ từ 6,8- dibromo-2,4- dichloroquinazoline ...................................................................................................13 Sơ đồ 1.4. Tổng hợp các dẫn xuất 6-fluoroph nyl…………………………………12 Sơ đồ 1 5 Tổn hợp dẫn xuất quinazoline ứ hế ChE..................................14 Sơ đồ 1 6 Phản ứn đón vòn iữa dẫn xuất formamidin và amin .......14 Sơ đồ 1 7 C phƣơn ph p tổn hợp rlotinib .......................................................15 Sơ đồ 1 8 Tổn hợp quinazolin ằn phản ứn son son ....................................15 Sơ đồ 1 9 Tổn hợp tổn hợp 2-arylquinazoline không dùng dung môi ................16 Sơ đồ 1 10 Tổn hợp quinazolin từ N-alkyl- ’-arylamidine ...........................17 Sơ đồ 1 11 Tổn hơp quinazolin từ muối diaryliodonium và nitril ....................17 Sơ đồ 1.12. Tổn hợp hợp hất lai hóa iữa art misinin –quinazoline ...................18 Sơ đồ 1.13. Tổng hợp các hợp chất quinazoline-triazole .........................................19 Sơ đồ 1.14. Tổng hợp hợp chất quinazoline chứa nhóm 1,2,4-triazol ức chế ATM .....20 Sơ đồ 1 15 Tổn hợp hợp hất ứ hế kép EGFR/HD C và HER2/HD C ....21 Sơ đồ 1 16 Quy trình tổn hợp hất ứ hế EGFR/NS ID ...............................22 Sơ đồ 1 17 Ý tƣởn thiết kế tổn hợp hợp hất ứ hế kép ..............................23 Sơ đồ 3 1 Chiến lƣợ tổn hợp ủa đề tài ................................................................62 Sơ đồ 3.3. Tổng hợp azid ……………………………………………………… ..58 Sơ đồ 3 4 .Tổn hợp hợp hất trun ian 2-nitro-5-(prop-2-yn-1-yloxy)benzonitrile 127 ...66 Sơ đồ 3 5 Tổn hợp hợp hất 130a-d ......................................................................67 Sơ đồ 3 6 Đề xuất ơ hế đón vòn quinazolin kiểu 6-exo-tri tại vị trí Csp2 ....73 Sơ đồ 3 7 Đề xuất ơ hế đón vòn quinazolin kiểu 6-exo-di tại vị trí Csp ......74 Sơ đồ 3 8 Tổn hợp hợp hất dim r quinazolin 145 ..............................................75 Sơ đồ 3 9 Đề xuất ơ hế sự hình thành hợp hất 145 .............................................82 Sơ đồ 3 10 Tổn hợp hợp hất lai 148-151 .......................................................84
iv Sơ đồ 3 11 Tổn hợp hợp hất 151a-d ...................................................................87 Sơ đồ 3 12 Tổn hợp hợp hất lai 152a-d .........................................................90 Sơ đồ 3 13 Cơ hế phản ứn li k ...........................................................................97 Sơ đồ 3.14 Tổn hợp hợp hất lotini –triazole–AZT 153 .....................................99 Sơ đồ 3 15. Tổn hợp hợp hất quinazolin –triazole–AZT 154a-c .......................102 Sơ đồ 3 16 Tổn hợp hợp hất quinazolin –triazole–AZT 155 a-c ......................104 Sơ đồ 3 17 Tổn hợp hợp hất quinazolin –triazole–AZT 155d ..........................104 Sơ đồ 3 18 Tổn hợp hợp hất quinazolin –triazole–AZT 156 ............................107
v D Ụ BẢ Bảng Tên bảng Trang Bản 3 1 C pi ộn hƣởn đặ trƣn ủa dẫn xuất quinazolin 130a-d ...........69 Bản 3 2 Một số tín hiệu đặ trƣn phổ 13C-NMR ủa hợp hất 130a-d ..........72 Bản 3 3 Phân tí h phổ HMBC và HSQC ủa hợp hất 152d ...............................93 Bản 3 4 C pi ộn hƣởn đặ trƣn trên phổ 1H-NMR ủa 154a-c ..............102 Bản 3 5 C pi ộn hƣởn đặ trƣn trên phổ 13C-NMR ủa 154a-c .............102 Bản 3 6 Hoạt tính ây độ tế ào ủa hợp hất quinazoline và hợp hất lai .111 Bản 3 7 Hoạt tính ứ hế ChE ủa hợp hất quinazoline và hợp hất lai ...111 Bảng 3.8. Dự đo n tính hất dƣợ động học của các hợp chất lai 148a, 149a,b, 150a,b…………………………………………………………………… ……111
viii DANH MỤC HÌNH Hình Tên hình Trang Hình 1 1 Một số thuố điều trị un thƣ hứa khun Quinazolin .............................1 Hình 1.2. Cấu trú ủa khun nu l o as và khun Quinazolin ..............................4 Hình 1.3. Thành phần tham gia quá trình phosphoryl hóa ..........................................5 Hình 1.4. Khung 4-anilinoquinazolin và vị trí nhóm thế ....................................6 Hình 1 5 Một số phƣơn ph p tổn hợp dẫn xuất Quinazolin ...............................11 Hình 3.1. Cấu trú hóa họ và nhiệt độ nón hảy ủa hợp hất 30a-d .............67 Hình 3 2 Phổ 1H-NMR ủa hợp hất 130a ..............................................................68 Hình 3 3 Phổ 13C-NMR ủa hợp hất 130a .............................................................70 Hình 3 4 Phổ HRMS ủa hợp hất 130a ..................................................................70 Hình 3 5 Phổ iãn 1H NMR ủa hợp hất 130d .......................................................70 Hình 3 6 Phổ 13C-NMR ủa hợp hất 130d .............................................................71 Hình 3 7 Phổ 1H NMR ủa hợp hất 140 .................................................................75 Hình 3 8 Phổ IR ủa hợp hất 141 ...........................................................................76 Hình 3 9 Phổ IR ủa hợp hất 142 ...........................................................................77 Hình 3 10 Phổ IR ủa hợp hất 143 .........................................................................78 Hình 3 11 Phổ 1H-NMR ủa hợp hất 144 ..............................................................78 Hình 3 12 Phổ 1H-NMR ủa hợp hất 145 ..............................................................79 Hình 3.13. Phổ 13C-NMR của hợp chất 145 ............................................................80 Hình 3 14 Phổ HRMS-ESI ủa hợp hất 145 ..........................................................80 Hình 3 15 Phổ iãn 1H-NMR ủa hợp hất 148a.....................................................83 Hình 3 16 Phổ 13C-NMR ủa hợp hất 148a ...........................................................84 Hình 3 17 Cấu trú hóa họ và nhiệt độ nón hảy ủa hợp hất 148-150 .......85 Hình 3 18 Cấu trú hóa họ và nhiệt độ nón hảy ủa hợp hất 151a-d .........87 Hình 3 19 Phổ 1H-NMR ủa hợp hất 151c .............................................................88 Hình 3 20 Phổ iãn 13C-NMR ủa hợp hất 151c ....................................................89 Hình 3 21 Cấu trú hóa họ và nhiệt độ nón hảy ủa hợp hất 152a-d .........90 Hình 3 22 Phổ iãn HMBC ủa hợp hất 152d .......................................................93 Hình 3.23. Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 152d ....................................................94 Hình 3 24 Phổ iãn HSQC ủa hợp hất 152d ........................................................95 Hình 3 25 Phổ HRMS ủa hợp hất 152d...............................................................95
ix Hình 3 26 Phổ 1H-NMR ủa hợp hất 153 ............................................................100 Hình 3 27 Phổ 13C-NMR ủa hợp hất 153 ...........................................................100 Hình 3 28 Cấu trú hóa họ và nhiệt độ nón hảy ủa hợp hất 154a-c .......101 Hình 3 29 Phổ 1H-NMR ủa hợp hất 155d ..........................................................104 Hình 3 30 Phổ 13C-NMR ủa hợp hất 155d .........................................................105 Hình 3 31 Phổ HRMS ủa hợp hất 155d..............................................................105 Hình 3.32. Phổ 1H-NMR của hợp chất 156……………………………… 107 Hình 3 33 Phổ 13C-NMR ủa hợp hất 156 ...........................................................109 Hình 3 34 Phổ HRMS ủa hợp hất 156 ................................................................109 Hình 3 35 Cấu trú hóa họ và nhiệt độ nón hảy ủa hợp hất lai ..............110 Hình 3 36 Một số hợp hất 4-aminoquinazolin ó hoạt tính tốt ..........................112 Hình 3 37 Một số hợp hất lai ó hoạt tính tốt.......................................................113 Hình 3.38. Cấu trú và hoạt tính ứ hết ChE ủa một số hợp hất lai ...............113 Hình 3.39. ( ) C vị trí hoạt độn ủa ChE ở n ƣời ( huỗi , PDB ID: 4EY7) (B) Sự phụ hợp ủa Don p zil với vị trí hoạt độn ủa ChE .....113 Hình 3.40. Sự phù hợp của các hợp chất 148a, 149a-b và 150a-b với vị trí hoạt động của AChE của co n ƣời……………………………………………… 118
x MỤC LỤC D NH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... i D NH MỤC SƠ ĐỒ ................................................................................................ iii D NH MỤC BẢNG ...................................................................................................v D NH MỤC HÌNH ................................................................................................ viii MỤC LỤC ................................................................................................................ vii MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƢƠNG 1 TỔNG QU N .......................................................................................4 1.1. Quinazoline, dẫn xuất và hoạt tính sinh học ........................................................4 1.1.1. Đặ điểm ấu tạo khun Quinazolin ……………………………………… ..4 1 1 2 Hoạt tính ủa hợp hấtquinazolin …………………………………… ..5 1.2. Một số phƣơn ph p tổn hợp hợp hất khun quinazolin .......................10 1 2 1 Tổn hợp dẫn xuất 4-aminoquinazoline bằn phƣơn ph p hlo hóa hợp hất 4(3H)- quinazolinone .................................................................................11 1 2 2 Tổn hợp dẫn xuất 4-amonoquinazolin nhờ phản ứn đón vòn iữa dẫn xuất formamidin và amin ..........................................................................14 1.2.3.Tổn hợp dẫn xuất 4-aminoquinazolin ằn phản ứn domino đa thành phần sử dụn xú t phứ kim loại ...................................................................16 1.3. Hợp chất lai của quinazoline và hoạt tính sinh học ...........................................17 1.4. Kĩ thuật protein docking và dự đo n thôn số dƣợ động lực học ..............24 1 5 Định hƣớng mục tiêu của luận n…………………………………………… 26 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ................................................................................28 2 1 Phƣơn ph p n hiên ứu, nguyên liệu và thiết bị. .............................................28 2 1 1 Phƣơn ph p n hiên ứu…………………………………………… 28 2.1.2. Hóa chất và dung môi ...........................................................................................28 2 1 3 X định cấu trúc..................................................................................................29 2.2. Tổng hợp dẫn xuất 4-aminoquinazoline chứa nhóm thế prop-2-yn-1-yloxy ở vị trí C-6 (130)...............................................................................................................29 2.3. Tổng hợp hợp chất lai dimer quinazoline (145) .................................................35 2.4. Tổng hợp các azide (123) ...................................................................................35 2.5. Tổng hợp chất lai 4-aminoquinazoline-triazole (148-151, 152) .......................39 2.6. Tổng hợp các hợp chất lai 4-aminoquinazoline-triazole-AZT (153- 156)…… 51
xi 27 Đ nh i hoạt tính ây độc tế bào và hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase của các chất nghiên cứu ..........................................................59 2.8. Thực hiện protein docking .................................................................................39 2.9. Dự đo n hỉ số dƣợ động lực học.....................................................................60 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...........................................................61 3.1. Chiến lƣợc của đề tài ..........................................................................................61 3 1 1 Chiến lƣợ mụ tiêu ủa đề tài…………………………………………… 61 3.1.2. Lựa chọn các tác nhân phản ứng....................................................................62 3.2. Kết quả tổng hợp và x định cấu trúc một số dẫn xuất 4-aminoquinazolin chứa nhóm thế prop-2-yn-1-yloxy ở vị trí C-6 (130) .................................................... 64 3.3. Kết quả tổng hợp và x định cấu trúc của hợp chất lai dimer quinazoline (145). 74 3.4. Kết quả tổng hợp và x định cấu trúc các hợp chất lai 4 -aminoquinazoline - triazole .............................................................................................................. 81 3.4.1. Kết quả tổn hợp và x định ấu trú hợp hất lai 4-aminoquinazoline - triazole (148-151) ......................................................................................................82 3.4.2. Kết quả tổn hợp và x định ấu trú hợp hất lai dim r quinazolin – triazole (152) .............................................................................................................89 3.5. Kết quả tổng hợp và x định cấu trúc các hợp chất lai 4-aminoquinazoline – triazole-AZT (153-156) ..................................................................................... 98 3.6. Kết quả đ nh i hoạt tính của các hợp chất nghiên cứu . ...............................110 3.6.1. Kết quả đ nh i hoạt tính chốn un thƣ . ..................................................110 3.6.2. Kết quả đ nh i hoạt tính chống Alzheimer . ..............................................110 3.6.3. Kết quả protein docking và dự đo n thôn số dƣợ động học .....................110 KẾT LUẬN .............................................................................................................121 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦ LUẬN ÁN ..................................................................122 D NH MỤC CÔNG TRÌNH CỦ TÁC GIẢ .......................................................123 TÀI LIỆU TH M KHẢO .......................................................................................124
1 Ở Ầ Phƣơn ph p điều trị un thƣ ằn thuố đí h ó tác dụng chọn lọc lên tế bào un thƣ đồng thời có ít hoặ khôn ó độc tính và tác dụng phụ lên tế bào lành đã và đan đƣợc quan tâm vì ó nhiều ƣu điểm và hiệu quả cao. Một số thuố đí h điều trị bệnh un thƣ bằn on đƣờng ức chế enzyme sẽ n ăn hặn sự phát triển và tăn trƣởng của khối u bằng cách chặn hoặc tắt các tín hiệu báo cho các tế bào ung thƣ ph t triển, phân chia và giữ cho các tế bào sốn lâu hơn ình thƣờng hoặc tiêu diệt các tế ào un thƣ [1-2]. Trong các lớp chất có hoạt tính sinh họ đƣợc quan tâm nghiên cứu thì Quinazoline là lớp chất đầy tiềm năn tron thiết kế tổng hợp các loại thuốc đí h chốn un thƣ th o ơ hế ức chế enzyme Tyrosine Kinases [3- 5]. Nhiều hợp chất Quinazoline tiêu biểu đã đƣợ đƣa vào sản xuất thuố điều trị un thƣ nhƣ fitini (Ir ssa), erlotinib (Tarceva), lapatinb (Tykerb) và vandetanib (Caprelsa) [6-9]. Hình 1.1. Một số thuố điều trị un thƣ hứa khun Quinazoline [6-9] Vấn đề gặp phải trong việ điều trị bệnh un thƣ hiện nay là hiệu quả điều trị đan ị giới hạn trong một nhóm nhỏ các bệnh nhân do sự khôn đồng nhất các phân tử bên trong khối u và giữa các khối u với nhau, khả năn đ p ứng thuốc kém và kháng thuố do đột biến thụ thể [10-15]. Liệu ph p điều trị kết hợp hai hay nhiều
2 loại thuốc hoặc sử dụng thuố đƣợc lai ghép từ hai hay nhiều thành phần hoạt tính ó ơ hế hoạt độn kh nhau nhƣn ó n đí h t dụng có thể mở rộng phổ hoạt độn đồng thời giảm tác dụng phụ, giảm khả năn kh n thuốc ở bệnh nhân un thƣ là một hƣớng nghiên cứu đầy triển vọng [16-18]. Nhiều loại cầu nối có thể đƣợc sử dụn để lai ghép các phân tử trong số đó ầu nối triazole ó đặc tính nổi trội hơn ả. Triazole rất bền tron môi trƣờn a id và as n nhƣ khôn ị ph hủy tron qu trình khử và oxy hóa Mặt khác c hợp hất 1,2,3-triazole còn thể hiện một loạt hoạt tính sinh họ lý thú nhƣ hốn un thƣ, kh n khu n và kh n nấm mạnh, thuố hốn o iật và thuố hốn nhiễm tr n [19-21]. Khi tìm kiếm các tác nhân lai ghép với dẫn xuất quinazoline qua cầu triazole, chúng tôi nhận thấy thuốc kháng virus Zidovudine (3'-azido-3'-deoxythymidin hay AZT là nucleoside đã đƣợc sử dụn tron lâm sàn để chữa HIV [22, 23] và có hoạt tính kh n un thƣ [24]. Nghiên cứu pha I về liều dung nạp tối đa ủa thuố tiêm tĩnh mạch Zidovudine kết hợp với 5-fluorouracil và Leucovorin ở bệnh nhân un thƣ đại trực tràng di ăn ho thấy hoạt độn đ n kể của AZT trong điều trị un thƣ [25]. Vì vậy, nghiên cứu thiết kế tổng hợp các hợp chất Quinazoline mới với mục tiêu ức chế Tyrosine kinases và lai ghép các phân tử này với các hợp phần có hoạt tính sinh học cao nhƣ triazole hoặc AZT nhằm kết hợp các tính chất dƣợc lý riêng biệt của mỗi hợp phần vào trong một phân tử lai duy nhất, hƣớng tới mục tiêu ức chế đa chứ năn sẽ là vấn đề nghiên cứu hết sức lý thú, mới mẻ và cần thiết. Bên cạnh đó, quinazolin òn thể hiện hoạt tính ức chế acetylcholinesterase ( ChEI) tron điều trị bệnh Alzheimer [26-28] Khun quinazolin đón vai trò quan trọng trong ho hoạt độn ChEI do có tƣơn t với phần anion xú t CAS và anion n oại vi P S ủa ChE [29] Gần đây, n hiên ứu đƣợ o o ởi Rao P. và ộn sự n đã làm s n tỏ hoạt độn holin st ras ủa quinazolin ó hứa nhóm amine ở vị trí C-4 ủa khun quinazoline [30]. Với khả năn ức chế hoạt tính của enzyme gây ra sự thủy phân acetylcholine, làm tăn mứ độ a tyl holin ( Ch) tron kh hở tiếp hợp cholinergic nên các dẫn xuất chứa khung 4-aminoquinazoline có tiềm năn để phát triển thành thuốc chống Azheimer ( D), ăn ệnh sa sút trí tuệ phổ biến ở n ƣời cao tuổi [31]. Mặt khác nhiều dẫn xuất 1,2,3-triazol đã đƣợc tổng hợp và đ nh i in vitro cho thấy khả năn ức chế acetylcholinesterase (AChE) n đã đƣợc công bố [32-33]. Việc lai ghép các hợp
3 phần có khả năn ức chế ChE nhƣ quinazolin và triazol để tạo thành phân tử lai duy nhất hƣớng tới mụ tiêu tăn ƣờng hoạt tính nhằm tìm kiếm thuố ứ hế holin st ras an toàn hơn hoặ hoạt độn đa mụ tiêu là rất ần thiết. Với nhữn ý n hĩa ấp thiết và thực tiễn trên chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư, chống Alzheimer của các hợp chất có cấu trúc lai chứa khung 4-aminoquinazoline ” Mục tiêu của luận án: 1. Nghiên cứu tổng hợp và x định cấu trúc một số dẫn xuất 4-aminoquinazoline chứa nhóm thế prop-2-yn-1-yloxy ở vị trí C-6. 2. Nghiên cứu tổng hợp và x định cấu trúc hợp chất lai chứa khung Quinazoline. 2.1. Nghiên cứu tổng hợp và x định cấu trúc hợp chất lai dimer quinazoline. 2.2. Nghiên cứu tổng hợp và x định cấu trúc các hợp chất lai 4-aminoquinazoline- triazole 2.3. Nghiên cứu tổng hợp và x định cấu trúc của các hợp chất lai 4-aminoquinazoline-triazole-AZT 3. Nghiên cứu hoạt tính ây độc tế ào un thƣ và hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase của các hợp chất tổng hợp đƣợc. 4. Nghiên cứu protein docking và dự đo n tính hất dƣợ động học của một số hợp chất có hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase.
4 ƯƠ 1. Ổ Q 1.1. Quinazoline, dẫ xuất và oạt tí s ọc 1.1.1. Đặc điểm cấu tạo khung Quinazoline Về ấu tạo, quinazoline là hợp hất n ƣn tụ kiểu nzo hứa khun pyrimidin Vòn pyrimidin tham ia vào hợp hất iữ vai trò quan trọn tron huyển hóa sinh họ , nó n là ộ khun ủa phân tử nu l o as Uracil (U), Thymin (T) và Cytosin (C), là nhữn phân tử nằm tron thành phần ủa a id nu l i ấu tạo nên DN, RN, nzym ủa ơ thể n ƣời [34]. Hình 1.2. Cấu trú ủa khun nu l o as và khun Quinazoline [34] Quinazoline còn có các tên gọi kh nhƣ 1,3-benzodiazine, 1,3-phenmiazine hay diazanaphthalene hoặc 5,6-benzopyrimidine. Quinazolin ó a đồng phân vị trí nguyên tử N là cinnoline, quinoxaline và phthalazine. Về cấu tạo, trong phân tử chứa hệ thống 10 electron  trong vòng nhƣn đƣợc phân bố khôn đồn đều trên đỉnh Độ dài liên kết giữa các nguyên tử carbon-carbon và carbon- nitrogen tron vòn n ó i trị trung bình giữa các liên kết đơn và liên kết đôi thôn thƣờng vì vậy có thể xếp quinazoline vào loại dị vòn thơm điển hình. Quizazoline có tính base yếu (pKa = 3.51), rất bền dƣới t động của các chất oxy hóa. Dẫn xuất benzodiazine này có khả năn tham ia phản ứng thế SE ao hơn đơn dị vòng pyrimidine tƣơn ứng. Trong phản ứng thế electrophile của quinazoline có xảy ra sự tạo muối ở iai đoạn trung gian, chính vì vậy tác nhân electrophil sẽ tấn công vào vị trí C-6 của vòng quinazoline thay vì vị trí C-5 hay C-8 đối với các diazine khác.
5 Phản ƣn thế nucleophile SN n ó thể xảy ra tại vị trí ortho hoặ para đối với nguyên tử nitrogen trong vòng, tác nhân nucleophile sẽ tấn công vào vị trí C-2 hoặc C-4 trong vòng quinazoline do thuận lợi về mặt năn lƣợng [35]. Vì vậy có thể vận dụng khả năn thế SE và SN để thiết kế, tổng hợp các dẫn xuất của quinazoline có nhiều hoạt tính sinh học bằn h đƣa nhóm thế vào các vị trí C-4, C-6, C-7. 1.1.2. Hoạt tính của các hợp chất quinazoline 1.1.2.1. Hoạt tính chống ung thư Quinazoline là một trong các cấu trúc dị vòng có chứa vòng pyrimidine là bộ khun ơ ản của các phân tử nucleobase- thành phần cấu tạo ND và RN do đó khung quinazoline quyết định khả năn ức chế enzyme th o ơ hế cạnh tranh hoặc không cạnh tranh. Nhiều dẫn chất quinazoline ó hoạt tính sinh họ đ n quan tâm nhƣ hống lao, kháng khu n, kháng virus, chống viêm, hạ huyết p hốn o iật, hốn đ i th o đƣờn , hống sốt rét [36-42], ứ hế holin st ras [26-28], ứ hế dihydrofolate redu tas , ứ hế nzyme kinase và đặc biệt là chốn un thƣ [43-44]. Hoạt tính chốn un thƣ của nhiều hợp chất quinazoline đã đƣợc nghiên cứu liên quan đến ơ hế ức chế thụ thể nzym đặc biệt là họ Tyrosine kinase Đây là một họ enzyme xúc tác quá trình phosphoryl hóa tyrosine trong phân tử protein. Sự phosphoryl hóa tyrosine lần lƣợt gây ra sự thay đổi chứ năn ủa protein mà chúng nhận đƣợc nhóm phosphat. Tất cả các protein TKs có một số đặ điểm cấu trúc có là có một vị trí gắn ATP, ba chuỗi ên đƣợ ho là ó liên quan đến chứ năn ủa nhóm phosphate thứ ba (thƣờn đƣợc gọi là nhóm gamma-phosphate) của phân tử ATP liên kết với enzyme, và một vị trí xúc tác có thể có của enzyme là một amino acid. Protein TKs đƣợc tạo nên từ hai chuỗi peptide là khá phổ biến [45-47]. Hình 1.3. Thành phần tham gia quá trình phosphoryl hóa [45] Tyrosine Kinases (TKs) là họ enzyme đón vai trò quan trọng trong các quá trình sinh trƣởng, chuyển hóa, phân chia, và tồn tại của tế bào [48] Đột biến di
6 truyền làm cho các enzyme này ia tăn số lƣợng quá mức và có khả năn tự kích hoạt trong tế bào dẫn đến sự tăn trƣởn và nhân đôi một cách mất kiểm soát của các tế bào liên quan [49] Đây là tiền đề của việc hình thành các tế ào un thƣ [50]. Một số nghiên cứu đã hỉ ra sự liên quan của enzyme TKs với các loại ung thƣ nhƣ ung thƣ iểu mô thận có sự ia tăn số lƣợn vƣợt trội của một loại protein thuộc họ TKs có tên gọi là Vascular Endothelial Growth Factor Receptor - isoform 2 (VEGFR-2) [51]. Có đến 95% n ƣời bệnh bạch cầu dòng tuỷ mạn tính và khoảng 30% n ƣời bệnh bạch cầu cấp dòng tuỷ có liên quan tới BCR-ABL Tyrosine kinase [52]. Phần lớn un thƣ phổi không tế bào nhỏ ó liên quan đến sự ia tăn số lƣợng đột biến của một enzyme có tên gọi Epidermal Growth Factor Receptor – Tyrosine Kinase (EGFR-TK) [53]. Un thƣ dạ dày-ruột n ó đặ trƣn là sự ia tăn số lƣợn đột biến của một loại protein thuộc họ TKs có tên gọi là c-KIT [54]. Un thƣ mô cứn (solid tumor) nhƣ un thƣ phổi, un thƣ thực quản, un thƣ vú, un thƣ tuyến tiền liệt, và un thƣ não ó liên quan đến sự ia tăn số lƣợng bất thƣờng của một họ protein là erbB (còn gọi là họ HER) Đây là một họ protein nằm trong họ TKs, gồm có 4 loại chính là erbB1(HER1), erbB2(HER2/neu), erbB3(HER3), và erbB4(HER4) [55, 56]. Do đó, TKs đƣợc coi là mục tiêu trị liệu tiềm năn tron điều trị các bệnh un thƣ ở n ƣời. Một số loại thuốc chứa khun quinazolin hƣớng đí h TKs đã đƣợc sử dụn nhƣ rlotinib và gefitinib là thuốc ức chế thụ thể yếu tố tăn sinh iểu bì (EGFR) thế hệ đầu tiên đƣợc sử dụn để điều trị un thƣ phổi không tế bào nhỏ. Lapatinib có khả năn ức chế tyrosine kinase kép HER2/neu và EGFR đƣợc dùng làm thuố điều trị bệnh un thƣ vú và khối u rắn khác. Nhờ khả năn ức chế kinase của một số thụ thể tế bào, chủ yếu là thụ thể yếu tố tăn trƣởng các mạch máu nội mạc (VEGFR), EGFR và kinase RET-tyrosin, vandetanib đƣợ d n để điều trị bệnh un thƣ tuyến giáp thể tuỷ di ăn [6-9]. Hình 1.4. Khung 4-anilinoquinazolin và vị trí nhóm thế [57]
7 Khung 4-anilinoquinazoline với a vòn , B, C quyết định khả năn ứ hế TKs [57]. C nhóm thế anilin ở vị trí C-4 và trên vòng C ủa khun quinazolin đƣợ lựa họn ph hợp để tạo ra tƣơn t kỵ nƣớ với ố TP nhằm ứ hế thụ thể nzym TKs. R3: Nhóm ồn kềnh làm tăn khả năn ứ hế HER2 R4: C nhóm lipophili tăn hoạt tính ứ hế EGFR và HER2 Nhóm thế ở vị trí C- 6 và C-7 trên vòng B quyết định tính hất hóa lý ủa hợp hất R1: C nhóm thế ảnh hƣởn tới tính tan tron dun môi C nhóm thế iàu mật độ điện tử sẽ ó khả năn làm tăn hoạt độn R2: Các nhóm thế thể hiện tính hất hóa họ , nhóm ho điện tử làm tăn hoạt độn , nhóm alkyl hóa ho hất ứ hế khôn thể đảo n ƣợ . 1.1.2.2. oạt tính ức chế acet lcholinesterase Bệnh lzh im r ( D) là một rối loạn tho i hóa thần kinh đa nhân tố và là một tron nhữn dạn sa sút trí tuệ phổ iến nhất ở n ƣời ao tuổi D ây ra tổn thƣơn tiến triển trên hệ thần kinh trun ƣơn , ao ồm mất trí nhớ, suy iảm n ôn n ữ, rối loạn hứ năn nhận thứ và rối loạn hành vi [58-60]. Một loạt yếu tố đƣợ oi là n uyên nhân hính ủa D, ao ồm sự hình thành protein beta amyloid độ hại ( β) trong não [61], tăn tổn hợp và tổn hợp prot in TAU [62], rối loạn hứ năn sinh họ (ion, đồn , sắt và kẽm) [63, 64], thay đổi ân ằn nội môi canxi, viêm và stress do tạo ra loại phản ứn oxy hóa (ROS) [65], và thiếu hụt tron việ truyền holin r i [66]. Sự phứ tạp và n uyên nhân khôn đồn nhất ủa D đón vai trò quan trọn tron sự ph t triển thuố mới để tr nh sự tiến triển ủa ệnh này Sự thay đổi sinh hóa đ n hú ý nhất ở ệnh nhân D là iảm nồn độ a tyl holin ( Ch) ở v n đồi thị và vỏ não [67]. tyl holinst ras là một tron hai loại nzym holin st ras , nó tập trun tại khớp thần kinh holin r i trên khắp hệ thốn thần kinh trun ƣơn và tại khớp thần kinh ơ Tại đây, ChE nhanh hón thủy phân a tylcholin thành choline và acetat [68] Việ thủy phân a ty holin iúp t i lập kí h thí h thần kinh và ho phép dẫn truyền xun độn thần kinh mới Tron ấu trú ChE, hai v n ắn kết quan trọn ần đƣợ quan tâm là vùn xú t và v n n oại iên Phản ứn thủy phân ChE diễn ra ở vị trí xú t là đ y ủa một khoan t độn sâu 20 Å, rộn 5 Å Vị trí này ó ộ a xú t là