Luận án Tiến sỹ Hóa học hữu cơ: Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất quinazolin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -----------------------------

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH

GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT QUINAZOLIN

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

HÀ NỘI – 2019

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN HÓA HỌC

------------------

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH

GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT QUINAZOLIN

Chuyên ngành

: Hóa học hữu cơ

Mã số : 9.44.27.01

Người thực hiện : Đinh Thúy Vân

Cơ quan công tác : Khoa Hóa học- Đại học Sư phạm- Đại học Thái Nguyên

Ngƣời hƣớng dẫn:

Hƣớng dẫn 1: GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến

Hƣớng dẫn 2: TS. Đặng Thị Tuyết Anh

HÀ NỘI – 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng

tôi và các cộng sự. Các dữ liệu trình bày, phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ

ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự

nghiên cứu, phân tích và trình bày một cách trung thực, khách quan phù hợp với yêu

cầu của luận án tiến sĩ Hóa Học. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất

kỳ nghiên cứu nào khác.

Nghiên cứu sinh

Đinh Thúy Vân

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới người thầy GS.TS.

Nguyễn Văn Tuyến, người thầy vô cùng tận tậm và nhiệt huyết đã định hướng và

dìu dắt tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Viện Hóa Học. Tôi xin

chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại Học Sư Phạm- Đại học Thái Nguyên,

Ban tổ chức cán bộ, Lãnh đạo Khoa Hóa học, Bộ môn Hóa Ứng dụng đã tạo mọi

điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành chương trình học tập của mình và

công việc được giao. Tôi xin cảm ơn các anh, chị, các bạn và các chị em là cán bộ

và NCS của phòng Hóa Dược – Viện Hóa Học, những người đã cùng tôi chia sẻ

những niềm vui, nỗi buồn, những lo lắng trong công việc và học tập. Tôi xin cảm

ơn các thầy, cô, các anh chị em đồng nghiệp, những người luôn cổ vũ và giúp đỡ tôi

trong công việc cũng như động viên tôi về tinh thần để tôi vượt qua những khó khăn

vất vả trong suốt thời gian học tập. Đặc biệt, lời cảm ơn sâu sắc nhất xin gửi đến gia

đình, bố mẹ, anh-chị- em, chồng, con. Mọi người không chỉ là nguồn động lực mà

còn là chỗ dựa vật chất và tinh thần, là nguồn tiếp sức mạnh lớn nhất giúp NCS

vượt qua mọi khó khăn để có thể hoàn thiện được luận án này.

Xin chân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng năm 2019 Tác giả Đinh Thúy Vân

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 3

1.1.TỔNG QUAN VỀ LỚP CHẤT QUINAZOLINE ................................................... 3

1.1.2. Chuyển hóa ở vị trí C-2 và N-3 của khung quinazoline ...................... 10

1.1.1. Những nghiên cứu ngoài nước về tổng hợp dẫn xuất quinazoline .................. 5

1.2. TỔNG QUAN VỀ THUỐC ERLOTINIB .............................................................. 19

1.2.1. Cấu trúc, tính chất vật lý và tính chất phổ của Erlotinib hydrochloride .......... 19

1.1.3 Nghiên cứu trong nước về quinazoline ............................................................ 19

1.2.3. Những nghiên cứu ngoài nước về tổng hợp erlotinib hydrochloride ... 21

1.2.4. Tình hình nghiên cứu trong nước về tổng hợp erlotinib ...................... 28

1.2.2. Hoạt tính sinh học của erlotinib hydrochloride ............................................... 20

1.3. PHẢN ỨNG CLICK .......................................................................................... 29

1.4. KỸ THUẬT PROTEIN DOCKING……………………………………… ….30

1.4.1. Phương pháp Protein docking……………………………………… ………30

1.4.2. Quy trình docking……………………………………………………… … 32

1.5. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN……………………………………….33

CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ............................................................................. 34

2.1. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ ............................................................................... 34

2.1.1. Hóa chất và dung môi ..................................................................................... 34

2.1.2. Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng sắc kí lớp

mỏng. ......................................................................................................................... 34

2.1.3. Phương pháp và thiết bị nghiên cứu ................................................................ 34

2.1.4. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư ..................................................... 35

2.2. TỔNG HỢP ERLOTINIB VÀ CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA NÓ .............................. 35

2.2.1. Tổng hợp erlotinib ......................................................................................................... 35

2.2.2. Tổng hợp các hợp chất lai của erlotinib và các azide qua cầu nối triazole ................ 40

2.3. TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT QUINAZOLINE CHỨA NHÓM CROWN

ETHERỞ VỊ TRÍ C-6, C-7. .................................................................................................... 42

2.3.1. Quy trình tổng hợp các hợp chất 112a, b ..................................................................... 42

2.3.2. Quy trình tổng hợp các hợp chất 116a, b ..................................................................... 44

2.3.3 Quy trình tổng hợp các hợp chất 115a, b ...................................................................... 45

iii

2.3.4. Quy trình tổng hợp các hợp chất 117a-d ..................................................................... 46

2.3.5. Quy trình tổng hợp các hợp chất 119a-d ..................................................................... 47

2.4. TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA DẪN XUẤT CROWN

ETHERQUINAZOLINE-4-AMINE (119A-D) VỚI CÁC AZIDE QUA CẦU NỐI

TRIAZOLE ............................................................................................................................... 49

2.4.1. Tổng hợp các hợp chất lai của N-(3-ethynylphenyl)quinazoline-4-amine (119a) với

2.4.2. Tổng hợp các hợp chất lai của N-(3-ethynylphenyl)-[1,3]dioxolo[4,5-g]quinazoline-

8-amine (119b) .................................................................................................................... 51

các azide qua cầu nối triazole. ................................................................................................. 50

2.4.3. Tổng hợp các hợp chất lai của N-(3-ethynylphenyl)-7,8-dihydro-[1,4]dioxino[2,3-

g]quinazoline-4-amine (119c) ................................................................................................. 54

2.4.4. Tổng hợp các hợp chất lai của N-(3-ethynylphenyl)-8,9-dihydro-7H-[1,4] dioxepino

[2,3-g] quinazoline-4-amine (119d) ....................................................................................... 56

2.5. HOẠT TÍNH CHỐNG UNG THƯ CỦA CÁC DẪN XUẤT QUINAZOLINE .. 57

2.6. NGHIÊN CỨU DOCKING CÁC HỢP CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC...............58

3.1. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................................ 59

3.2. TỔNG HỢP ERLOTINIB HYDROCLORIDE ............................................................ 61

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 59

3.2.1. Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)-benzoic acid (107) ............................... 64

3.2.2. Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile (108) ................................. 66

3.2.3. Tổng hợp 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-nitrobenzonitrile 102 ........................ 67

3.2.4. Tổng hợp 2-amino-4,5-bis(2-methoxyethoxy)-benzonitrile 102 .................... 70

3.2.5. Nghiên cứu tổng hợp erlotinib 105 ................................................................. 73

3.2.6. Tổng hợp muối erlotinib hydrocloride 93 ....................................................... 80

3.3. TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA ERLOTINB- TRIAZOLE ...................... 83

3.4. TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA DẪN XUẤT QUINAZOLINE CHỨA

NHÓM CROWN ETHERỞ VỊ TRÍ C-6, C-7. ..................................................................... 88

3.4.1. Tổng hợp các hợp chất 119a, 119b từ các benzaldehyd. ............................................ 89

3.5. TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI QUINAZOLINE- TRIAZOLE .......................... 95

3.4.2. Tổng hợp hợp chất 119c, 119d từ acid 3,4-dihidroxy benzoic (106) ........................ 90

3.5.1. Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất 119a.............................................................. 96

3.5.2. Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất 119b ........................................................... 100

3.5.3 Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất 119c ............................................................. 104

3.5.4 Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất 119d ........................................................... 108

3.6. KHẢO SÁT HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT

QUINAZOLINE, QUINAZOLINE-TRIAZOLE .............................................................. 110

KẾT LUẬN ............................................................................................................................ 112

ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN ............................................................................................ 116

CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ................................................... 117

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 118

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.1: Quy trình tổng hợp dẫn xuất crown etherquinazoline 7 ........................................ 5

Sơ đồ 1.2: Tổng hợp các dẫn xuất của gefitinib với các nhóm thế dị vòng 4 cạnh ............... 6

Sơ đồ 1. 3: Quy trình tổng hợp các dẫn xuất morpholin-3-on chứa khung quinazoline ....... 8

Sơ đồ 1.4: Quy trình tổng hợp các hợp chất oxazine-quinazoline và oxazepine-quinazoline.

..................................................................................................................................................... 9

Sơ đồ 1.5: Tổng hợp 4-anilino-6-bromoquinazoline và các dẫn xuất 6-fluorophenyl của

chúng. ........................................................................................................................................ 10

Sơ đồ 1.6: Quy trình tổng hợp các dẫn xuất quinazoline ...................................................... 11

Sơ đồ 1.7: Tổng hợp một số quinazoline-isatine liên hợp ..................................................... 11

Sơ đồ 1.8: Tổng hợp một số các semicacbazide và semicabazone chứa khung quinazoline

từ acid anthranilic. .................................................................................................................... 12

Sơ đồ 1.9: Quy trình tổng hợp các hợp chất quinazoline chứa nhóm 1-adamatanamine. .. 14

Sơ đồ 1.10: Quy trình tổng hợp các hợp chất quinazoline chứa nhóm 1-

adamatanecarbonyl. ............................................................................................................. 14

Sơ đồ 1.11: Tổng hợp các hợp chất ức chế kép EGFR/HDAC và HER2/HDAC .............. 16

Sơ đồ 1.12: Quy trình tổng hợp các hợp chất lai ức chế kép VEGFR-2/HDAC ............ 17

Sơ đồ 1.13: Quy trình tổng hợp các chất ức chế kép HDAC/RTK ...................................... 17

Sơ đồ 1.14 : Tổng hợp N’- (quinazoline-4-yl) isonicotinohydrazide sử dụng 4-

chloroquinazoline, isonicotinohydrazide. ............................................................................... 18

Sơ đồ 1.15: Tổng hợp erlotinib từ methyl-3,4-dihydroxybenzoat ........................................ 22

Sơ đồ 1.16: Tổng hợp erlotinib hydrochloride từ hợp chất 98 .............................................. 23

Sơ đồ 1.17: Tổng hợp erlotinib hydrochloride từ hợp chất 102............................................ 23

Sơ đồ 1.18 Cơ chế hình thành hợp chất erlotinib 105 từ hợp chất 104 và 3-ethynyl aniline ..

................................................................................................................................................... 24

Sơ đồ 1.19: Tổng hợp erlotinib từ hợp chất 3,4-dihydroxybenzoic acid ............................. 25

Sơ đồ 1.20: Cơ chế hình thành erlotinib từ hợp chất 104 ...................................................... 26

Sơ đồ 1.22: Tổng hợp erlotinib hydrochloride theo Leila Barghi ........................................ 28

Sơ đồ 1.23: Phản ứng “click” nhiệt ......................................................................................... 29

Sơ đồ 1.24: Phản ứng “click” dùng xúc tác Cu(I) ................................................................. 29

Sơ đồ 1.24: Phản ứng “click” dùng xúc tác phức [Cp*(RuCl(PPh3)2] ................................. 30

Sơ đồ 3.1: Quy trình tổng hợp erlotinib hydrocloride 93 ...................................................... 60

Sơ đồ 3.2: Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất quinazoline 119a-d với các azide qua

cầu nối triazole. ........................................................................................................................ 61

Sơ đồ 3.3: Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất quinazoline 119a-d với các

azide qua cầu nối triazole…………………………………………………………..61

Sơ đồ 3.4: Tổng hợp erlotinib 105 từ 2-amino-4,5-bis(2-methoxy-ethoxy)

benzonitrile 103………………………….…………………………………...…….61

Sơ đồ 3.5: Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzoic acid 107 ....................................... 64

Sơ đồ 3.6: Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzoic acid 107 theo quy trình

one-pot ..................................................................................................................................... 66

Sơ đồ 3.7: Tổng hợp 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile 108 ........................................ 66

Sơ đồ 3.8: Tổng hợp hợp chất 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-nitrobenzonitrile 102 ......... 68

Sơ đồ 3.9: Tổng hợp hợp chất 103 .......................................................................................... 70

Sơ đồ 3.10: Tổng hợp hợp chất 103 ....................................................................................... 71

Sơ đồ 3.11: Tổng hợp hợp chất formamidine 104 ................................................................. 73

Sơ đồ 3.12: Tổng hợp erlotinib 105 từ hợp chất trung gian formamidine 104 .................... 75

Sơ đồ 3.13: Tổng hợp erlotinib hydrocloride 93 .................................................................... 80

Sơ đồ 3.14: Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 119a, 119b từ 3,4-dihidroxy benzoic ................ 89

vii

Sơ đồ 3.15: Sơ đồ tổng hợp các hợp chất 119c, 119d từ 3,4-dihidroxy benzoic .............. 90

DANH MỤC HÌNH

Hình 1. 1: Cấu trúc của Quinazoline...........................................................................3

Hình 1. 2: Cấu trúc hóa học một số hợp chất quinazoline ức chế EGFR..................4

Hình 1.3: Thiết kế tổng hợp các hợp chất dị vòng [1,4]dioxino[2,3-f]quinazoline ............... 8

Hình 1.4: Cấu trúc của erlotinib hydrocloride ........................................................................ 20

Hình 3.1: Phổ IR của hợp chất 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile 108 ........................ 67

Hình 3.2: Phổ IR của hợp chất 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-nitrobenzonitrile 102 ........ 69 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR của hợp chất 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-nitrobenzonitrile 102 ... 69 Hình 3.4: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 102 .................................................................... 70

Hình 3.5: Phổ IR của hợp chất 2-amino-4,5-bis(2-methoxyethoxy)-benzonitrile 103 .... 72 Hình 3.6: Phổ 1H-NMR của hợp chất trung gian 104 ........................................................... 74 Hình 3.7: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất formamidine 104 .............................................. 75 Hình 3.8: Phổ 1H-NMR của hợp chất phenylbenzamidine 109 ........................................... 76 Hình 3.9: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất phenylbenzamidine 109 ................................... 76 Hình 3.10: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất phenylbenzamidine 109 ................................. 77 Hình 3.11: Phổ 1H NMR của hợp chất erlotinib 105 ............................................................ 78 Hình 3.12: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất erlotinib 105 ................................................... 78 Hình 3.13: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất erlotinib 105 .................................................... 79

Hình 3.14. Phổ MS của hợp chất erlotinib 105 ...................................................................... 79 Hình 3.15: Phổ 1H-NMR của hợp chất erlotinib hydrochloride 93 ...................................... 81 Hình 3.16: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất erlotinib hydrochloride 93.............................. 82 Hình 3.17: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất 93 ..................................................................... 82 Hình 3.18: Phổ giãn 13C-NMR của hợp chất 93 .................................................................... 83

Hình 3.19: Cấu trúc hóa học và một số đặc trưng vật lý của các hợp chất .......................... 84 Hình 3.20: Phổ 1H-NMR của 105b ........................................................................................ 85 Hình 3.21: Phổ 1H-NMR giãn của hợp chất 105b ................................................................. 86 Hình 3.22: Phổ 1H-NMR giãn của hợp chất 105b ................................................................. 86 Hình 3.23: Phổ 13C-NMR của hợp chất 105b ........................................................................ 87

Hình 3.24: Phổ IR của hợp chất 105b .................................................................................... 88

Hình 3.25: Phổ HR-MS của hợp chất 105b ........................................................................... 88

Hình 3.26: Cấu trúc của 4 hợp chất 4-aminoquinazoline chứa nhóm crown etherở vị trí C-

viii

6, C-7 119a-d. .......................................................................................................................... 91 Hình 3.27: Phổ 1H-NMR của hợp chất 119a ......................................................................... 92

Hình 3.28: Phổ 1H-NMR giãn của hợp chất 119a ................................................................. 92 Hình 3.29: Phổ 1H-NMR của hợp chất 119b ......................................................................... 93 Hình 3.30: Phổ 1H-NMR giãn của hợp chất 119b ................................................................. 94 Hình 3.31: Phổ 1H-NMR giãn của hợp chất 119c ................................................................. 94

Hình 3.32: Cấu trúc hóa học và đặc trưng vật lí của các hợp chất lai 120a-d ..................... 97 Hình 3.33 : Phổ 1H-NMR giãn của hợp chất 120a ................................................................ 98 Hình 3.34: Phổ 13C-NMR của hợp chất 120a ........................................................................ 99 Hình 3.35: Phổ 13C-NMR giãn của hợp chất 120d ............................................................... 99

Hình 3.36: Cấu trúc của hợp chất 121d và tương tác chính HMBC .................................. 100

Hình 3.37: Phổ giãn HMBC của hợp chất 121d .................................................................. 100

Hình 3.38: Phổ giãn HMBC của hợp chất 121 d ................................................................. 102

Hình 3.39: Phổ HSQC của hợp chất 121d ........................................................................... 103

Hình 3.40: Phổ IR của chất 121d .......................................................................................... 103 Hình 3.41: Phổ 1H-NMR giãn của chất 121d ...................................................................... 104

Hình 3.42: Cấu trúc phân tử của hợp chất 122a .................................................................. 105

Hình 3.43: Phổ HMBC giãn của hợp chât 122a .................................................................. 106

Hình 3.44: Phổ HSQC của hợp chất 122a ........................................................................... 107

Hình 3.45: Cấu trúc hóa học và đặc trưng vật lí của các hợp chất lai 123a-c. ................... 108 Hình 3.46: So sánh sự tương đồng về các tín hiệu phổ 1H-NMR của hai chất 123a và 123c 109

Hình 3.47: Sơ đồ 2D thể hiện tương tác docking của các hợp chất 120d, 122a, 122b,

123c với các vị trí hoạt động của 3 đích protein EGFR……………………………. 112

Hình 3.48: Cấu trúc của một số hợp chất lai có hoạt tính tốt .............................................. 114

Bảng 3.1: Khảo sát phản ứng tổng hợp hợp chất 110 ........................................................... 65

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của tác nhân khử hóa đến hiệu suất phản ứng amine hóa ................ 71

Bảng 3.3: Phân tích phổ HMBC và HSQC của chất 121d ................................................. 101

Bảng 3.4: Phân tích phổ HMBC và HSQC của chất 122a ................................................. 105

Bảng 3.5: Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất tổng hợp được ................................ 110

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DCC N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide

THF Tetrahydrofuran

AND acid deoxyribonucleic

Boc2O Di-tert-butyl pyrocarbonate

DCM Diclometan

HDAC Histon deaxetylase

AZT Zidovudin

DMF Dimetylfoocmamit

DIPEA N,N-Diisopropylethylamine

TBAF Tetrabutylammonium fluoride

IR Infra-red (phổ hồng ngoại)

NMR Nuclear megenic resonance

HRMS High resonance mass spectrometry (phổ khối phân giải cao)

HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation

HSQC Heteronuclear single-quantum correlation spectroscopy

EC50 Half maximal effective concentration

IC50 The half maximal inhibitory concentration

Hep-G2 Tế bào ung thư gan

Hela Tế bào ung thư cổ tử cung

HT-29 Tế bào ung thư ruột kết

PC3 Tế bào ung thư tiền liệt tuyến

B16 Tế bào ung thư da

A549 Tế bào ung thư phổi

Lu Tế bào ung thư phổi không phải tế bào nhỏ

A2780 Tế bào ung thư buồng trứng

MCF7 Tế bào ung thư vú

518A2 Tế bào ung thư da

8505C Tế bào ung thư tuyến giáp

A375 Tế bào ung thư da

MGC803 Tế bào ung thư dạ dày

EGFR

Bcap-37 Ung thư biểu mô cổ tử cung

Epidermal Growth Factor Receptor (Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì)

xii

VEGFR Vascular Epidermal Growth Factor Receptor

MỞ ĐẦU

Theo số liệu thống kê của Globocan, trên biểu đồ các bệnh ung thư toàn cầu

năm 2008, ung thư phổi chiếm 13% tổng số ca bệnh mới và 18,2% số ca tử vong.

Ung thư phổi là một trong những bệnh nguy hiểm hiện nay trên thế giới, trong đó

ung thư phổi không phải tế bào nhỏ (UTPKPTBN) rất phổ biến và được xem là một

căn bệnh nguy hiểm (Ung thư phổi không tế bào nhỏ bắt đầu hình thành từ các tế

bào khỏe mạnh trong phổi. Vì một lý do nào đó, phần lớn là do hút thuốc lá hoặc

tiếp xúc thường xuyên với khói thuốc lá, các tế bào khỏe mạnh đột nhiên phân chia

không kiểm soát, từ đó hình thành khối u tại phổi. Khối u có thể lành tính hoặc ác

tính). Căn bệnh này đang gia tăng đáng kể ở các nước thu nhập thấp và trung bình.

Tại Việt Nam, ung thư phổi đứng hàng thứ 2 về số ca bệnh và số lượng bệnh nhân

tử vong trong tổng số các loại ung thư hàng năm ở cả hai giới nam và nữ. Ung thư

phổi được chia làm hai loại: ung thư phổi tế bào nhỏ và UTPKPTBN. Mỗi loại phát

triển theo những cách khác nhau và hướng điều trị cũng khác nhau. Trong đó,

UTPKPTBN chiếm khoảng 80% tổng số ca bệnh ung thư phổi. Việc điều trị

UTPKPTBN thường được biết đến với phương pháp hóa trị hoặc xạ trị. Tuy nhiên,

các liệu pháp này có một số hạn chế như khả năng kéo dài thời gian sống của bệnh

nhân thường ngắn, thông thường dưới 1 năm đi kèm với chất lượng sống bị ảnh

hưởng nặng nề. Người bệnh phải gánh chịu nhiều tác dụng phụ của thuốc, đặc biệt

là các tác dụng phụ trên tủy xương, gây ra tình trạng thiếu máu, chảy máu và giảm

sức đề kháng của cơ thể dẫn đến các khả năng nhiễm khuẩn huyết làm cho bệnh

nhân sớm tử vong. Với các UTPKPTBN có đột biến hoạt hóa EGFR sẽ làm cho

bệnh với mức độ ác tính mạnh hơn và thời gian sống của bệnh nhân ngắn hơn, khả

năng đáp ứng với hóa trị liệu thông thường kém hơn.

Quinazoline là lớp chất đầy tiềm năng trong thiết kế tổng hợp các loại thuốc

chống ung thư theo cơ chế ức chế enzyme kinase [1-4]. Gefitinib (Iressa), erlotinib

(Tarceva), lapatinib (Tykerb) và vandetanib (Caprelsa) là các hợp chất quinazoline

tiêu biểu đã được đưa vào sản xuất thuốc điều trị ung thư. Trong đó Gefitinib và

Erlotinib là thuốc hoá trị liệu thụ thể yếu tố tăng sinh biểu bì (EGFR) thế hệ đầu tiên

được sử dụng để điều trị ung thư phổi không tế bào nhỏ. Thuốc Erlotinb là một dẫn

xuất của quinazoline có tên thương mại là Tarceva, được sản xuất bởi hãng dược

phẩm Hoffmann - La Roche. Thuốc được sử dụng có hiệu quả cao cho điều trị bệnh

ung thư phổi không phải tế bào nhỏ (UTPKPTBN) có đột biến hoạt hóa EGFR. Đây

là phương pháp đột phá trong điều trị UTPKPTBN tạo ra cơ hội kéo dài thời gian

sống với chất lượng sống cao hơn. Ở Việt Nam, thuốc Tarceva có thành phần là

erlotinib hydrochloride chưa được sử dụng rộng rãi, trước hết vì chi phí điều trị

bằng Tarceva rất đắt tiền, 2.000 USD/chu kỳ điều trị (một chu kỳ =1 tháng), giá bán

trên thị trường Việt Nam khoảng 42 triệu đồng/ lọ/30 viên loại 150mg. Trong nhiều

nghiên cứu trước đó, hợp chất 1,2,3-triazole cho hoạt tính chống ung thư, kháng

khuẩn và kháng nấm mạnh. Triazole là hợp chất dị vòng thơm năm cạnh với 3

nguyên tử nitơ có moment lưỡng cực cao, dễ dàng tham gia quá trình hình thành

liên kết hydro và các tương tác lưỡng cực với ADN, protein hoặc các tế bào. Hợp

chất dị vòng này không bị thủy phân trong môi trường axit và bazơ cũng như không

bị phá huỷ trong quá trình khử và oxy hóa. Với những tính năng ưu việt về mặt hoá

học cũng như hoạt tính sinh học, 1,2,3-triazole vừa là tác nhân vừa là cầu nối lý

tưởng để lai hoá với các lớp chất có dược tính khác ví dụ như 4-aminoquinazoline.

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính gây độc tế bào

của các hợp chất quinazolin” là hướng nghiên cứu rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Mục tiêu luận án:

1. Nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp thuốc erlotinib hydrocloride.

2. Nghiên cứu tổng hợp và xác định cấu trúc dẫn xuất quinazoline.

3. Nghiên cứu tổng hợp và xác định cấu trúc của các hợp chất lai giữa các

dẫn xuất quinazoline với các azide qua cầu nối triazole.

4. Nghiên cứu thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất lai tổng hợp được

trên ba dòng tế bào ung thư ở người bao gồm KB (ung thư biểu mô, Hep-G2 (ung thư

gan) và Lu (ung thư phổi không phải tế bào nhỏ).

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ LỚP CHẤT QUINAZOLINE

Quinazoline là một hợp chất hữu cơ với công thức C8H6N2. Nó là một dị

vòng thơm với một cấu trúc lưỡng tính bao gồm một vòng benzen và một vòng

pyrimidine. Quinazoline là một phân tử phẳng. Nó là đồng phân với các

diazanaphthalen khác của nhóm phụ benzodiazine: cinnoline, quinoxaline và

phthalazine.

Hình 1.1: Cấu trúc của Quinazoline

Quinazoline là một chất rắn tinh thể màu vàng sáng, hòa tan được trong nước,

còn được gọi là 1,3-diazanaphthalene, tên gọi quinazoline được xuất phát từ một

dẫn xuất aza của quinoline. Mặc dù phân tử quinazoline mẹ hiếm khi được đề cập

trong tài liệu kỹ thuật nhưng các dẫn xuất thay thế của nó đã và đang được quan

tâm nghiên cứu tổng hợp cho các mục đích y học như thuốc chống sốt rét và thuốc

chống ung thư.

Bằng cách ức chế enzim Tyrosine Kinase [1-4] thì những thuốc chống ung thư

được tổng hợp từ lớp chất Quinazoline đang đem lại những đột phá trong trị liệu

ung thư hiện nay. Một số những hợp chất quinazoline tiêu biểu như Gefitinib

(Iressa), erlotinib (Tarceva), lapatinib (Tykerb) và vandetanib (Caprelsa) đã được

đưa vào sản xuất thuốc điều trị ung thư. Trong đó Gefitinib và erlotinib là hai thuốc

hoá trị liệu thụ thể yếu tố tăng sinh biểu bì (EGFR) thuộc thế hệ đầu tiên được sử

dụng để điều trị ung thư phổi không tế bào nhỏ. Lapatinib được dùng làm thuốc

điều trị bệnh ung thư vú và các khối u rắn khác bằng cách ức chế tyrosine kinase

kép HER2/neu và EGFR. Vandetanib được dùng trong điều trị bệnh ung thư tuyến

giáp thể tuỷ di căn, bằng cách ức chế kinase của một số thụ thể tế bào, chủ yếu là

các mạch máu nội mạc thụ thể yếu tố tăng trưởng (VEGFR), EGFR và kinase

RET-tyrosine.

Tuy nhiên, hiệu quả của các thuốc này bị giới hạn trong một nhóm nhỏ các

bệnh nhân do sự không đồng nhất các phân tử bên trong khối u và giữa các khối u

với nhau, khả năng đáp ứng thuốc kém và kháng thuốc do đột biến thụ thể [5-9]. Vì

vậy, nghiên cứu thiết kế và tổng hợp các hợp chất mới với mục tiêu ức chế EGFR

hoặc ức chế đa chức năng là cần thiết. Hiện nay, các dẫn xuất của 4-

anilinoquinazoline chủ yếu được tổng hợp bằng cách đưa các nhóm thế khác nhau

vào vị trí C-6, C-7 của khung quinazoline và vòng aniline nhằm tổng hợp các hoạt

chất mới để tìm kiếm các dẫn chất có hoạt tính cao hơn. Chỉ có một số nhỏ công

trình đã nghiên cứu tổng hợp các hợp chất lai giữa quinazoline với các chất chống

ung thư theo cơ chế tác dụng khác và nhận được kết quả đáng khích lệ.

Hình 1.2: Cấu trúc hóa học một số hợp chất quinazoline ức chế EGFR

Trong phân tử 4-anilinoquinazoline, khung 4-anilinoquinazoline quyết định

khả năng ức chế EGFR, còn các nhóm thế ở vị trí C-6 và C-7 quyết định tính chất

hóa lý của hợp chất này [14-16]. Các nhóm aniline ở vị trí C-4 của khung

quinazoline được lựa chọn phù hợp để tạo ra các tương tác kỵ nước quan trọng

nhằm ức chế EGFR hiệu quả. Những nghiên cứu về sự tương quan giữa cấu trúc và

hoạt tính sinh học (SAR) của các hợp chất quinazoline chỉ ra rằng kích thước và bản

chất của gốc aniline quyết định sự ức chế chọn lọc enzym kinase, trong khi đó

nhóm ưa nước ở vị trí C-6 của khung quinazoline làm cải thiện các tính chất vật lý

có lợi cho tác dụng dược lý của thuốc [15, 16]. Các nhóm arylamino, phổ biến nhất

là 3-ethynylphenylamino và 3-chloro-4-flouro-phenylamino, thường được dùng để

thiết kế tổng hợp các chất ức chế EGFR. Với những lợi thế trên thì việc thiết kế

tổng hợp để đưa các nhóm thế khác nhau vào các vị trí C-6, C-7 và C-4 của khung

quinazoline đang là hướng nghiên cứu nhiều tiềm năng.

1.1.1. Những nghiên cứu ngoài nước về tổng hợp dẫn xuất quinazoline

1.1.1.1. Chuyển hóa ở vị trí C-6, C-7 và C4-NH của khung quinazoline

Những nghiên cứu trước đây về erlotinib cho thấy rõ vai trò quan trọng của

nhóm chức ether được gắn với khung quinazoline. Các hợp chất tạo ra có hoạt tính

chống ung thư mạnh. Kế thừa và phát triển các nghiên cứu trước thì nhóm tác giả

Yinxiang Wang vào năm 2012 đã tổng hợp một dãy các crown ether gắn với khung

quinazoline 7 bằng phương pháp truyền thống đi từ nguyên liệu ban đầu metyl 3,4-

dihydroxy-benzoat 1 qua 6 bước phản ứng (sơ đồ 1.1) [17]. Kết quả thử hoạt tính

của các dẫn xuất crown ether quinazoline 7 trên các dòng enzym Abl và Arg kinaza

cho thấy hợp chất 7a có hoạt tính mạnh nhất. Hợp chất 7a (Icotinib) ức chế sự tăng

sinh của một loạt các xenograft khối u rắn ở người với liều lượng khoảng 50-100

mg/kg (một lần/ngày). Icotinib đã được đưa vào thử nghiệm lâm sàng độc lập để điều

trị các bệnh nhân ung thư phổi không phải tế bào nhỏ [18, 19]. Những công bố gần

đây đã nhấn mạnh rằng icotinib cho tác dụng tương tự như gefitinib, đồng thời có khả

năng dung nạp tốt hơn ở những bệnh nhân ung thư phổi không phải tế bào nhỏ đã

được điều trị trước đó với các tác nhân hóa trị liệu khác [19].

(a) K2CO3, DMF, 90oC, 3 h, 24-45%; (b) HNO3/ H2SO4, AcOH, 72%; (c) H2, Pd/C, 96%; (d) NH2CHO/HCOONH4, 165oC, 80%; (e) POCl3, 77%; (f) i-PrOH/DMF, 72%.

Sơ đồ 1.1: Quy trình tổng hợp dẫn xuất crown ether quinazoline 7 [17]

Nhóm morpholine trong gefitinib không tham gia vào bất kỳ sự tương tác với

EGFR và được lựa chọn ngẫu nhiên do mật độ electron của nó thấp. Thay thế nhóm

morphonline bằng các nhóm thế giàu điện tử ở vị trí C-6 của khung 4-

anilinoquinazoline nhằm tăng cường hoạt tính của gefitinib, điển hình với nhóm

acrylamit ở vị trí C-6 thu được các chất ức chế EGFR không thuận nghịch 8 [20]

hay các chất ức chế EGFR-T790M 9 [21].

Các dẫn xuất của gefitinib chứa các nhóm thế dị vòng 4 cạnh ở mạch nhánh

C-6 khung quinazoline được tổng hợp theo sơ đồ 1.2 [22]. Các hợp chất 12a-g, 13a-

g đều cho hoạt tính ức chế EGFR tương đối tốt. Trong đó, hợp chất 13g với nhóm

thế 2-oxa-6-azaspiro[3,4]octan (IC50 = 0.016 μM) cho hoạt tính ức chế EGFR cao

hơn gefitinib (IC50 = 0.023 μM) và khả năng kháng u tương đương với gefitnib nhờ

độ tan trong nước tốt hơn so với các dẫn xuất khác.

Sơ đồ 1.2: Tổng hợp các dẫn xuất của gefitinib với các nhóm thế dị vòng 4 cạnh [22]

Trong công trình công bố mới nhất của Zuo S.J. [23], nhóm arylure kết hợp

với amine bậc ba thay thế cho nhóm morpholine trong phân tử gefinitib tạo thành

các dẫn xuất mới 14 có khả năng ức chế EFGR-TK, đồng thời thể hiện hoạt tính chống ung thư lý thú. Hợp chất 14a (R1 = MeN(CH2CH2)2N; R2 = CH2; R3 = 3-Cl- 4-(3-FBnO)), 14b (R1 = (CH2)2N; R2 = CH2; R3 = 3-CF3), 14c (R1 = (CH2)4N; R2 =

CH2; R3 = 3-CF3) và 14d (R1 = (CH2)5N; R2 = CH2; R3 = 3-CF3) cho hoạt tính

kháng tế bào A431, A549 tốt hơn nhiều so với gefitinib với giá trị IC50 ~ 1 µM.

Mới đây, với ý tưởng đóng vòng nội phân tử tại vị trí C-6 và C-7 của hợp

chất gefitinib, nhóm nghiên cứu Hu Liming đã thiết kế và tổng hợp các dẫn xuất của

gefitinib từ hợp chất chìa khóa trung gian methyl 3-oxo-3,4-dihydro-2H-

benzo[b][1,4]oxazin-6-carboxylat 19 [24]. Từ nguyên liệu ban đầu 3-nitro-4-

hydroxy benzoic acid thu được các hợp chất quinazoline chứa khung morpholin-3-

on 25, 26 (tổng hợp đi qua 10 bước, sơ đồ 1.3) cho hoạt tính ức chế EGFR ngoài mong đợi. Hầu hết các dẫn xuất tổng hợp được đều cho giá trị IC50 đối với EGFRwt nhỏ hơn 1 µM, trong đó, hợp chất 26a (X = O, R1 = Cl, R2 = Cl) cho giá trị thấp

nhất IC50 = 53.1 nM. Nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các dẫn xuất 26 chứa nhóm

3-morpholinopropyl (X = O) cho hoạt tính tốt hơn so với dẫn xuất 25 của 3-

(piperidin-1-yl)propyl (X = CH). Điều này cho thấy việc đưa các nhóm thế ưa nước

vào vị trí C6 khung quinazoline có thể làm tăng khả năng ức chế EGFR. Ngoài ra, 2 hợp chất 26a (R1 = Cl, R2 = Cl) và 26b (R1 = ethynyl, R2 = H) ức chế đột biến EGFRT790M/L858R và có hoạt tính kháng hai dòng tế bào H358, A549 tốt hơn so với

gefinitib và erlotinib.

Sơ đồ 1.3: Quy trình tổng hợp các dẫn xuất morpholine-3-on chứa khung

quinazoline [24]

(a) CH3OH, H2SO4, đun hồi lưu; (b) ethyl bromoacetat, K2CO3, DMF, 70oC; (c) Fe, HAc, 70oC; (d) HAc/HNO3; (e) 1-bromo-3-cloropropan, Cs2CO3, CH3CN, 25-30oC; (f) piperidine, K2CO3, KI, DMF, 25-30oC; (g) 4-(3-chloropropyl)morpholine, K2CO3, KI, DMF, 80oC; (h) Fe, HAc, EtOH/H2O; (i) formamid acetat, EtOH, đun hồi lưu; (j) POCl3, 120oC; (k) aniline, i-PrOH, đun hồi lưu.

Nhóm tác giả Hu Liming đã áp dụng phản ứng đóng vòng nội phân tử cho

hợp chất PD135035 và dẫn xuất của nó để tổng hợp các hợp chất dị vòng

[1,4]dioxino[2,3-f]quinazoline 27 (hình 1.3) [25]. Các hợp chất dị vòng 27 được xem là các chất ức chế EGFRwt và EGFRT790M/L858R tiềm năng với IC50 < 50 nM,

đồng thời chúng còn có khả năng ức chế tế bào ung thư H358 và A549.

Hình 1.3: Thiết kế tổng hợp các hợp chất dị vòng [1,4]dioxino[2,3-f]quinazoline [25]

Tương tự, phản ứng đóng vòng nội phân tử cũng được áp dụng đối với dẫn

xuất của erlotinib (sơ đồ 1.4). Các hợp chất oxazin-quinazoline 31 và oxazepine-

quinazoline 32 với nhóm thế R là các dị vòng chứa nitơ cho hoạt tính gây độc tế bào

trên các dòng tế bào ung thư N87, A431, H1975, BT474 và Calu-3 (IC50 = 0.046-

2.06 µM) mạnh hơn erlotinib (IC50 = 0.75-10 µM) và gefitinib (IC50 = 0.36-1.00

µM) [26].

Sơ đồ 1.4: Quy trình tổng hợp các hợp chất oxazin-quinazoline và oxazepin-

(a) K2CO3, KI, DMF, 110oC, 24 h; (b) clorua bromocrotonic acid, Et3N, DCM, 35oC, 24 h; (c)

amine, DMF, 30oC, 1 h

quinazoline [26]

Những nghiên cứu trước đây cho thấy sự hiện diện của nguyên tử halogen

trên vòng aniline đã cải thiện đáng kể hoạt tính sinh học của các dẫn xuất 4-

anilinoquinazoline. Đặc biệt là sự hiện diện của F trong phân tử làm tăng sự ổn định

trao đổi chất và khả năng gắn kết cũng như độ thấm màng. Trên cơ sở đó nhóm

nghiên cứu của tác giả Malose Jack Mphahlele [27] tiến hành tổng hợp một loạt các

dẫn xuất 4-(halogenophenylamino)-6-bromoquinazoline và 6-(4-fluorophenyl) từ

a: R = H

; Ar=2-FC6H4-;

g: R = 4-ClC6H4-; Ar = 2-FC6H4-;

các dẫn xuất NH-4 (3H)–oxo 33a-33b.

b: R = H; Ar = 3-FC6H4-;

h: R = 4-ClC6H4-; Ar = 3-FC6H4-;

c: R = H; Ar =4-FC6H4-;

i: R = 4-ClC6H4-; Ar =4-FC6H4-;

d: R = H; Ar = 3-ClC6H4-;

j: R = 4-ClC6H4-; Ar = 3-ClC6H4-;

e: R = H; Ar = 4-BrC6H4-;

k: R = 4-ClC6H4-; Ar = 4-BrC6H4-;

f: R = H; Ar = 2,4-diFC6H3-;

l: R = 4-ClC6H4-; Ar = 2,4-diFC6H3-;

Sơ đồ 1.5: Tổng hợp 4-anilino-6-bromoquinazoline và các dẫn xuất 6-

fluorophenyl của chúng [27] (i) POCl3, Et3N, hồi lưu, 2 h; (ii) NH2Ar, HCl, THF-iPrOH, 70 ◦C, 3 h; (iii) 4-FC6H4B (OH) 2, PdCl2 (PPh3)2, Cs2CO3, THF-iPrOH, 70◦C, 3 h

Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả đã chỉ ra hầu hết các hợp chất tổng

hợp được đều thể hiện hoạt động ức chế chống lại MCF-7 và HeLa. Dựa trên các

kết quả độc tế bào in vitro này cho thấy sự hiện diện của 4-fluorophenyl- hoặc 2,4-

difluorophenylaniline là tốt hơn cho độc tế bào đối với cả hai dòng tế bào. Sự kết

hợp của 2-(4-chlorophenyl) và 6-(4-fluorophenyl) nhóm thế làm tăng hoạt động

chống lại tế bào HeLa nhiều hơn dòng tế bào MCF-5. Hợp chất 35l không chỉ thể

hiện các hoạt động chống tăng sinh mạnh mẽ chống lại hai dòng tế bào ung thư, mà

còn cho thấy hoạt động ức chế đáng kể (LC50 = 37,66 nM) đối với EGFR so với

thuốc Gefitinib (LC50 = 31,44 nM). Nghiên cứu về phân tử (trong silico) các nhà

khoa học cho rằng các hợp chất tổng hợp được gắn kết độc đáo với khu vực EGFR,

với mối quan hệ ràng buộc tương đương với Gefitinib. Các kết quả cho thấy sự có

mặt của chất thay thế 2-(4-halogenophenyl) làm tăng độc tính tế bào in vitro và hoạt

tính ức chế chống lại EGFR-TK. Do đó việc chuyển hóa ở vị trí C-2 đang là một

hướng nghiên cứu được các nhà nghiên cứu quan tâm.

1.1.2. Chuyển hóa ở vị trí C-2 và N-3 của khung quinazoline

Trong nghiên cứu mới gần đây của nhóm tác giả Hatem A. Abuelizz và cộng

sự [28] đã tổng hợp được một dãy dẫn xuất quinazoline mới 40a (R= methyl; R1=

benzyl; R2= 3-(Phthalimido-2-yl)propyl), 40b (R= methoxy; R1= benzyl; R2= 3-

(Phthalimido-2-yl)propyl), 40c (R= methyl; R1= benzyl; R2= Morphilinoethyl) có

độc tính được đánh giá in-vitro với hai dòng tế bào ung thư HeLa và MDA-MB231

là tương đối tốt, với IC50 giá trị từ 1,85 đến 2,81 µM cho thấy chúng có hoạt tính tốt

hơn so với gefitinib (IC50 = 4,3 và 28,3 µM so với các tế bào HeLa và MDA-

MB231 tương ứng).

Sơ đồ 1.6: Quy trình tổng hợp các dẫn xuất quinazoline [28]

Cùng chung ý tưởng trên, nhóm tác giả Adel S. El-Azab [29] và cộng sự đã

phát triển thêm một bước kết hợp các hợp chất quinazoline 41 với các nhánh isatine

đã tạo ra một loạt dẫn chất mới cho hoạt tính gây độc tế bào trên các dòng tế bào

ung thư vú MDA-MB-231 và dòng tế bào ung thư ruột kết LOVO.

Sơ đồ 1.7: Tổng hợp một số quinazoline-isatine liên hợp [29]

Kết quả đánh giá hoạt tính cho thấy các hợp chất 45a-d, 45f, 45h-p có hoạt

tính mạnh chống lại các dòng tế bào MDA-MB-231 và LOVO (IC50: 10.38–38.67

µM và 9.91–15.77 µM, tương ứng); các giá trị IC50 so sánh với 5-fluorouracil và

erlotinib trong các dòng tế bào này là 70,28 µM, 22.24 µM và 15.23 µM, 25.31 µM.

Xét nghiệm EGFR-TK và cảm ứng apoptosis cho thấy hợp chất 45l có hoạt tính ức

chế mạnh nhất đối với dòng tế bào MDA-MB-231 thể hiện ở nồng độ 10 µM. Hơn

nữa nghiên cứu hệ thống phân tử đối với chất 45m và erlotinib để xác minh độ gắn

kết enzym kinase –EGFR cho kết quả tương tự giống với erlotinib.

Cũng đi từ acid anthranilic, nhưng nhóm nghiên cứu của Arunachalam

Sumathy và Sivanandy Palanisamy [30] đã tổng hợp được một số các

semicacbazide chứa khung quinazoline có khả năng ức chế sự phát triển của các

dòng tế bào ung thư ở người. Trong số các hợp chất tổng hợp được thì hai chất

53S1,53S3 là những hợp chất có hoạt tính mạnh chống lại dòng tế bào ung thư cổ tử

cung của con người (HeLa).Với giá trị IC50 lần lượt là 93,3mM; 6,9mM thì những

dẫn xuất quinazoline 53S1,53S3 là đại diện có triển vọng cấu trúc cho sự phát triển

của các hợp chất chống ung thư mới.

Sơ đồ 1.8: Tổng hợp một số các semicacbazide và semicabazone chứa khung

(a) NaHCO3, pyridine, khuấy 3h; (b) pyridin, HCl, NH2NH2.H2O, đun hồi lưu; (c) NaCNO, acid

acetic băng; (d) NH2NH2.H2O, C2H5OH, đun hồi lưu 1,5h; (e) acid acetic băng, C2H5OH, đun hồi

lưu 30 phút.

quinazoline từ acid anthranilic [30]

Trong một nghiên cứu gần đây, Mani Ramanathan và cộng sự [31] đã tiến

hành tổng hợp một số các quinazoline-4(3H)-imine từ phản ứng trực tiếp của các

muối aryldiazonium nitride và 2-cyanoaniline. Phương pháp này sử dụng sự hình

thành tại chỗ của N-arylnitrilium trung gian phản ứng song song với sự hình thành

liên tiếp của các liên kết N−C. Ưu điểm của phương pháp này là khả năng tương

thích của các nhóm chức rộng như ester, nitrile, arylketone, amide, bromo, ether,

Cơ chế của phản ứng được nhóm tác giả đề xuất như sau:

điều kiện phản ứng nhẹ nhàng, thời gian phản ứng ngắn.

Các chất tổng hợp được trong nghiên cứu này đạt hiệu suất khá cao từ 54 đến 97%.

Cho thấy đây là một phương pháp hiệu quả trong tổng hợp dẫn xuất quinazoline mới.

1.1.1.3. Tổng hợp các hợp chất lai của quinazoline

Tổng hợp các hợp chất có cấu trúc lai giữa hai hoặc nhiều hợp chất với nhau

là vấn đề hết sức lý thú và mới mẻ. Cho đến nay, đã có một số nhỏ công trình

nghiên cứu về tổng hợp các hợp chất lai của quinazoline.

Như đã phân tích ở trên, nhóm arylamino ở vị trí C-4 của khung quinazoline

đóng vai trò quan trọng trong việc tạo tương tác kỵ nước với các gốc ATP nhằm ức

chế thụ thể enzym tyrosine kinase. Vì vậy, việc đưa các nhóm thế kỵ nước vào

nhóm 4-arylamino có thể làm tăng hoạt tính ức chế EGFR. Nhóm 1-adamatanamine

được biết đến là một nhóm kỵ nước mạnh, đồng thời có khả năng kháng virut và

chống bệnh Parkinson. Bằng cách gắn nhóm 1-adamatanamine và 1-

adamatanecarbonyl vào vòng aniline (sơ đồ 1.9, 1.10), nhóm nghiên cứu của Yu H.

đã tổng hợp được các hợp chất 61, 65 có khả năng ức chế ung thư phổi không phải tế bào nhỏ (IC50 < 10 nM đối với EGFRwt, ~ 15 nM đối với EFGRL858R/T790M) hiệu

quả hơn rất nhiều so với gefitinib [32]. Các hợp chất quinazoline chứa nhóm 1-

adamatyl 61, 65 cũng thể hiện hoạt tính gây độc tế bào trên nhiều dòng tế bào ung

thư tương đương với gefitinib.

Sơ đồ 1.9: Quy trình tổng hợp các hợp chất quinazoline chứa nhóm 1-

(a) SOCl2, 80oC, 2 h; (b) NaHCO3, axeton, đun hồi lưu, 2 h; (c) Re/NH4Cl, MeOH/H2O,80oC, 6 h;

(d) MeOH, đun hồi lưu, 2 h.

adamatanamine.

Sơ đồ 1.10: Quy trình tổng hợp các hợp chất quinazoline chứa nhóm 1-

(a) NaHCO3, acetone, hồi lưu, 2 h; (b) Re/NH4Cl, MeOH/H2O, 80oC, 6 h; (c) MeOH, hồi lưu, 2 h.

adamatanecarbonyl.

Quinazoline và chalcon được biết đến là hai lớp chất chống ung thư vú

ABCG2 tiềm năng. Việc lai hóa khung 4-anilinoquinazoline với gốc chalcon nhằm

làm tăng khả năng chống ung thư vú của 2 lớp chất này đã được nhóm nghiên cứu

người Đức thực hiện [33]. Kết quả nghiên cứu hoạt tính trên các dòng tế bào ung

thư cho thấy khả năng ức chế tế bào ABCG2, A2780 tăng lên rõ rệt khi kết hợp

chalcon với khung 4-anilinoquinazoline (đối với pheophorbide A: IC50 ~ 0,2-3,5

µM, đối với tế bào A2780: GI50 ~ 1-4 µM). Các tác giả cũng nghiên cứu sự ảnh

hưởng của các nhóm thế đối với hoạt tính sinh học của các hợp chất lai chalcon- quinazoline 66, 67 và chỉ ra rằng hợp chất với các nhóm thế cho điện tử R1 = 3,4- dimethoxy và R2 = 3,4-dimethoxyphenyl có hoạt tính cao nhất.

Enzym histon diacetylat (HDAC) đóng vai trò rất quan trọng trong nhiều quá

trình sinh học. Bằng cách kích hoạt quá trình histon hyperacethylat, các chất ức chế

HDAC có thể kìm hãm sự tăng sinh, phân ly cũng như quá trình tự chết của các tế

bào trong khối u [40-43]. Thông thường, một chất ức chế HDAC bao gồm gốc

capping, gốc zinc-binding (ZBG) và liên kết tương ứng. Có nhiều gốc ZBG khác

nhau như acid hydroxamic, cacboxylat, aminobenzamid... Bằng cách kết hợp chức

năng ức chế histon diacethylat (HDAC) vào các hợp chất có khả năng ức chế EGFR

và HER2 thuộc dòng RTK, các nhóm nghiên cứu trên thế giới đã tổng hợp thành

công các hợp chất ức chế kép RKT/HADC cho hoạt tính tốt hơn nhiều so với các

thuốc ban đầu. Trong đó, gốc ZBG được liên kết với khung quinazoline ở vị trí C-6,

C-7 cũng như ở vị trí C4-NH.

Xiong Cai và cộng sự đã tổng hợp thành công 24 hợp chất lai giữa quinazoline

và acid hydroxamic 68-74 [35]. Các hợp chất lai này được tiến hành đánh giá hoạt

tính sinh học trên các dòng enzym HDAC, EGFR và HER2. Kết quả cho thấy, hợp

chất 60 (CUDC-101) và 61 là hai hợp chất tiêu biểu với các giá trị IC50 là 4,4; 2,4

và 15,7 nM đối với hợp chất 68 và IC50 là 6,5; 3,1 và 19,0 nM đối với hợp chất 69.

Trong hầu hết các dòng tế bào ung thư được thử nghiệm như ung thư phổi không

phải tế bào nhỏ, ung thư gan, ung thư vú, ung thư đầu và cổ, ung thư đại tràng và

ung thư tuyến tụy, cả hai hợp chất 68 và 69 đều cho khả năng ức chế mạnh hơn

nhiều so với vorinostat, erlotinib, lapatinib, cũng như hỗn hợp vorinostat/erlotinib

và vorinostat/lapatinib. Hiện nay, hợp chất 68 (CUDC-101) đang được đưa vào thử

nghiệm lâm sàng. Những kết quả này cho thấy hiệu quả của việc kết hợp đồng thời

các chức năng ức chế HDAC, EGFR và HER2 vào một hợp chất để điều trị ung thư.

Nhóm nghiên cứu của Mahboobi S. đã tổng hợp các hợp chất ức chế kép

EGFR/HDAC và HER2/HDAC 76 bằng cách lai hoá hợp chất có cấu trúc tương tự

lapatinib [3-chloro-4-(3-fluorobenzyloxy)phenyl]-(6-iodoquinazoline-4-yl)amine 75

với các gốc (E)-3-(aryl)-hydroxyacrylamide (sơ đồ 1.11) [38]. Hầu hết các hợp chất

lai này đều cho hoạt tính khá tốt trên các dòng enzym và tế bào ung thư khác nhau.

Sơ đồ 1.11: Tổng hợp các hợp chất ức chế kép EGFR/HDAC và HER2/HDAC [38]

Trong công trình mới nhất của Peng E.W, hai nhóm chất acid hydroxamic và

N-phenylquinazoline-4-amine kết hợp với nhau để tạo thành các hợp chất lai có tác

dụng ức chế kép yếu tố tăng sinh nội mô mạch máu VEGFR-2 và histon diaxetylat

HDAC theo sơ đồ 1.12 [44]. Các hợp chất 82 thể hiện khả năng ức chế VEGFR-2

tốt hơn vorinostat, ức chế HDAC tốt hơn vandetanib và gây độc tế bào khối u rắn MCF-7 tốt hơn cả vorinostat và vandetanib. Trong đó, hợp chất 82a (R1 = H, R2 =

Br, n = 5) là hợp chất tiêu biểu nhất trong dãy chất này với giá trị IC50 là 74 nM, 2,2 nM và 0,85 µM tương ứng với VEGFR-2, HDAC và MCF-7.

(a) SOCl2, DMF, đun hồi lưu; (b) dẫn xuất của aniline, isopropanol, đun hồi lưu; (c) LiOH.H2O.CH3OH, H2O; (d) ethyl bromoalkanoat, K2CO3, DMF, 40oC; (e) NH2OH, CH3OH, 0-30oC.

Sơ đồ 1.12: Quy trình tổng hợp các hợp chất lai ức chế kép VEGFR-2/HDAC [44]

Các hợp chất 86 được tổng hợp bằng cách đưa nhóm acid hydroxamic vào

vòng aniline của khung 4-anilinoquinazoline theo sơ đồ 1.13 [45]. Dựa trên kết quả

phân tích hoạt tính ức chế các enzyme HDAC-1, HDAC-3, HDAC-6, EGFR và

HER2, các hợp chất lai 86 với nhóm thế hydroxamat ở vòng aniline ức chế

HDAC/HER2 mạnh hơn HDAC/EGFR.

(a) (E)-ethyl 3-(4-aminophenyl)acrylat/(E)-ethyl 3-(3-aminophenyl)acrylat, i-PrOH, đun hồi lưu; (b)

H2NOTHP, LHMDS, THF, -78°C 1h, 0°C 5 h; (c) 1N HCl (aq), MeOH; (d) H2NOBn, LHMDS, THF, -

78°C 1 h, 0°C 12 h; (e) 10% Pd/C, H2, MeOH.

Sơ đồ 1.13: Quy trình tổng hợp các chất ức chế kép HDAC/RTK [45]

Năm 2018 Kinjal D. Patel [46] và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp một loạt

các dẫn xuất isoniazide lai 4-chloro-3,4-dihydroquinazoline. Các hợp chất lai được

tổng hợp hiệu quả thông qua phản ứng của 4-chloro-3,4-dihydroquinazoline với

isoniazide khi có mặt lượng xúc tác N, N-diisopropylethylamine (DIPEA) trong

methanol hồi lưu.

Sơ đồ 1.14 : Tổng hợp N’- (quinazoline-4-yl) isonicotinohydrazide sử dụng 4-

(a) pyridine, 1h, 0-60C và 3h hồi lưu, NaHCO3; (b) Fomamide, khuấy 3h; (c) PCl5, POCl3, hồi lưu,

24 h (d) INH, DIPEA, 24–98 h.

chloroquinazoline, isonicotinohydrazide [46]

Cơ chế phản ứng được nhóm tác giả đề xuất như sau:

Độc tính và độ chọn lọc của các hợp chất tổng hợp được đánh giá trên

nhiều chủng vi sinh vật gây bệnh khác nhau như sốt rét, nhiễm trùng do vi khuẩn,

nhiễm nấm và bệnh lao. Kết quả cho thấy các chất 92f (R= 4-Br; R1= C6H5), 92h

(R= 4-Br; R1= 4-OCH3C6H5), 92k (R= 4-Br; R1= 2-Furan) và 92r (R= 5-I; R1= 4-

NO2C6H5) ức chế tốt ký sinh trùng gây sốt rét P. Falciparum (IC50 lần lượt là 0,071;

0,1; 0,05 và 0,19 µg/ml ). Hợp chất 92n (R= 4-NO2; R1= 4-OCH3C6H5) gây ức chế

rất tốt trong cả 3 chủng E.coli, S.aureus, S.Pyogenus (MICa µg/ml lần lượt là: 62,5;

100 và 100) so sánh với thuốc tiêu chuẩn Ampiciline (MICa µg/ml = 100; 250; -).

1.1.3. Nghiên cứu trong nước về quinazoline

Hiện nay, nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất quinazoline vẫn là lĩnh vực khá

mới mẻ. Tuy nhiên nhóm nghiên cứu của GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến đã nghiên cứu

tổng hợp thành công erlotinib hydrocloride làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị

ung thư phổi tế bào nhỏ, đồng thời đã nghiên cứu tổng hợp được một số hợp chất lai

chứa khung quinazoline với các nhóm thế R khác nhau. Các hợp chất lai này cho

hoạt tính gây độc các tế bào ung thư mạnh hơn so với các chất đầu.

Qua nghiên cứu các công trình công bố trong và ngoài nước thấy rằng nghiên

cứu thiết kế và tổng hợp các hợp chất lai quinazoline mới với mục tiêu ức chế

EGFR hoặc ức chế đa chức năng là hướng nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực

tiễn. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu về việc đưa những

nhóm chất có hoạt tính chống ung thư theo các cơ chế khác nhau như các azide vào

các mạch nhánh của 4-aminoquinazoline qua cầu 1,2,3-triazole nhằm tạo ra các hợp

chất lai ức chế tác dụng kép. Ngoài ra, tổng hợp các hợp chất lai của erlotinib qua

cầu nối triazole với các azide... cũng chưa được đề cập tới. Vì vậy, hướng nghiên

cứu tổng hợp các chất có cấu trúc lai chứa đồng thời 4-aminoquinazoline và triazole

là hoàn toàn mới và lý thú.

1.2. TỔNG QUAN VỀ THUỐC ERLOTINIB

1.2.1. Cấu trúc, tính chất vật lý và tính chất phổ của Erlotinib hydrochloride

Erlotinib hydrochloride là thuốc được sử dụng rất hiệu quả để chữa bệnh ung

thư phổi không phải tế bào nhỏ [47-55] và được sử dụng phối hợp với gemcitabine

trong điều trị ung thư tụy. Tên thương mại của erlotinib hydrochloride là Tarceva.

Tên hóa học của erlotinib là N-(3-ethynylphenyl)-6,7-bis(2-

methoxylethoxyl)quinazoline-4-amine. Về mặt cấu trúc erlotinib hydrochloride là

dẫn xuất của 4-anilinoquinazoline chứa nhóm 2-methoxylethoxyl tại 2 vị trí 6 và 7

(Hình 1.4). Erlotinib hydrochloride ít tan trong nước và methanol không tan trong

acetonitrile, aceton, ethyl acetate và hexane.

Hình 1.4: Cấu trúc của erlotinib hydrocloride

Erlotinib hydrochloride tồn tại ở dạng tinh thể màu vàng, điểm chảy 225- 228oC [47-53]. Trên phổ hồng ngoại IR xuất hiện các cực đại hấp thụ chính: 3276,

3056, 3020, 2921, 2896, 2819, 2746, 2711, 1667, 1564, 1512, 1446, 1284, 1122, 892 cm-1. Phổ 1H-NMR (DMSO-d6) xuất hiện các tín hiệu cộng hưởng tại độ dịch

chuyển δ 11,45 (s, 1H, NH); 8,81 (s, 1H, H-Ar); 8,30 (s, 1H, H-Ar); 7,90-7,72 (m,

2H, H-Ar); 7,53-7,33 (m, 3H, H-Ar); 4,45-4,25 (m, 4H, 2CH2O); 3,79-3,70 (m, 4H, 2CH2O); 3,4 (s, 1H, ethynyl), 3,25 (s, 6H, 2OCH3). Trên phổ 13C-NMR (DMSO-d6)

xuất hiện các tín hiệu cộng hưởng tại độ dịch chuyển δ 170,22; 159,11; 155,07;

151,20; 147,28; 142,31; 130,89; 125,76; 124,35; 122,34; 117,65; 114,15; 108,83;

100,97; 86,76; 80,63; 75,78; 73,52; 51,25.

1.2.2. Hoạt tính sinh học của erlotinib hydrochloride

Erlotinib với tên thương mại Tarceva ức chế mạnh sự phosphoryl hóa nội tế

bào của HER1/EGFR. HER1/EGFR được bộc lộ trên bề mặt của những tế bào bình

thường và tế bào ung thư. Trong những mô hình in vivo, sự ức chế EGFR

phosphotyrosine kìm hãm hoặc gây chết tế bào. Các nghiên cứu lâm sàng bao gồm

nhiều bệnh nhân trên toàn thế giới đã xác nhận hiệu quả và tính năng của Erlotinib

trong điều trị UTPKPTBN. Ưu điểm của liệu pháp này là giảm độc tính, ít tác dụng

phụ và giúp chất lượng sống của bệnh nhân tốt hơn. Bên cạnh đó, phương pháp

điều trị mới đã làm tăng khả năng đáp ứng của bệnh, tăng thời gian sống.

Ngoài ra, Tarceva phối hợp với gemcitabine được chỉ định để điều trị bước một

cho những bệnh nhân ung thư tụy tiến triển tại chỗ, không cắt bỏ được hoặc di căn.

Liều dùng hàng ngày được khuyến cáo của Tarceva là 150mg dùng ít nhất

một giờ trước hoặc hai giờ sau khi ăn trong điều trị Ung thư phổi không phải tế bào

nhỏ và liều 100mg dùng ít nhất một giờ trước hoặc hai giờ sau khi ăn, phối hợp với

gemcitabine cho chỉ định ung thư tụy.

Erlotinib theo đường uống được hấp thu tốt và có giai đoạn hấp thu kéo dài

với nồng độ đỉnh huyết tương trung bình đạt được sau khi uống 4 giờ. Một nghiên

cứu ở những người tình nguyện khoẻ mạnh bình thường cho thấy độ sinh khả dụng

ước tính khoảng 59%. Sau khi hấp thu, erlotinib gắn kết cao trong máu, khoảng

95% gắn với các thành phần máu, chủ yếu với protein huyết tương (ví dụ albumin

và acid alpha-1 glycoprotein [AAG]), với khoảng 5% ở dạng tự do.

Erlotinib được chuyển hóa tại gan bởi các men cytochrome P450 tại gan ở người,

chủ yếu bởi CYP3A4 và chuyển hóa ít hơn bởi CYP1A2. Chuyển hóa ngoài gan bởi

CYP3A4 ở ruột, CYP1A1 ở phổi, và CYP1B1 ở mô khối u có khả năng đóng góp

vào thanh thải chuyển hóa erlotinib. Các nghiên cứu in vitro chỉ ra khoảng 80-95%

erlotinib chuyển hóa bởi men CYP3A4. Có ba con đường chuyển hóa chính được

xác định: 1) sự khử O-methyl của từng chuỗi bên hoặc cả hai, sau đó được oxy hóa

thành acid carboxylic; 2) oxy hóa một nửa acetylene sau đó thủy phân thành acid

aryl carboxylic; và 3) sự hydroxyl hóa vòng thơm của gốc phenyl-acetylene. Những

chất chuyển hóa chính của erlotinib tạo bởi sự khử O-methyl của từng chuỗi bên có

hiệu lực tương đương với erlotinib trong các nghiệm pháp in vitro tiền lâm sàng và

các mẫu mô in vivo. Các chất chuyển hóa của erlotinib chúng có mặt trong huyết

tương với nồng độ < 10% erlotinib và có dược động học tương tự như erlotinib.

1.2.3. Những nghiên cứu ngoài nước về tổng hợp erlotinib hydrochloride

Các phương pháp truyền thống tổng hợp erlotinib hydrochloride đã được

công bố trên các patent trước đây [56,57] bao gồm nhiều bước phản ứng với điều

kiện phản ứng phức tạp nên có rất nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới đã nghiên

cứu cải tiến quy trình tổng hợp erlotinib hydrochloride.

1.2.3.1. Tổng hợp erlotilib hydrochloride từ methyl 3,4-dihydroxybenzoat theo

Petr Knesl

Năm 2006, nhóm nghiên cứu của Petr Knesl và cộng sự đã tổng hợp erlotinib

hydrochloride xuất phát từ nguyên liệu ethyl-3,4-dihydroxybenzoat qua 6 giai đoạn

phản ứng với hiệu suất tổng đạt 56% [58] (sơ đồ 1.15).

Sơ đồ 1.15: Tổng hợp erlotinib từ methyl-3,4-dihydroxybenzoat [58]

Giai đoạn đầu tiên là phản ứng ankyl hóa của ethyl-3,4-dihydroxylbenzoat

94 sử dụng tác nhân 1-clo-2-methoxyethan hoặc 1-brom-2-methoxyethan tạo thành

hợp chất 95. Với hai tác nhân trên, phản ứng đều cho hiệu suất trên 90%. Giai đoạn

tiếp theo là phản ứng nitro hóa hợp chất 95 nhận được hợp chất 96 chọn lọc vị trí

với hiệu suất phản ứng đạt 92%. Quá trình khử hóa nhóm nitro 96 thành amino 97

và vòng hóa tạo thành dẫn xuất formamide 98. Giai đoạn thứ 5 là quá trình clo hóa,

nhóm tác giả đã sử dụng tác nhân phosphoryl clorid và N,N-diethylaniline cho phản

ứng clo hóa nhận được sản phẩm 98 với hiệu suất 89%. Hợp chất này sau đó được

tinh chế làm sạch và kiểm tra độ tinh khiết bằng phương pháp HPLC đạt độ sạch

96%. Giai đoạn cuối cùng là phản ứng tạo thành erlotinib hydrochloride bằng tác

nhân 3-ethylaniline trong pyridine và iso-propanol với hiệu suất phản ứng đạt 95%.

Nhược điểm của phương pháp này là sử dụng xúc tác đắt tiền PtO2 và hydro nên dễ

cháy nổ, rất khó thực hiện trong thực tế.

1.2.3.2. Tổng hợp erlotilib hydrochloride theo Venkateshappa Chandregowda

Theo phương pháp này, hợp chất 98 phản ứng thio hóa sử dụng tác nhân

phosphorous pentasulfid trong pyridine nhận được hợp chất 100. Tiếp theo, hợp

chất 100 phản ứng với methanol với sự có mặt của NaOH/MeI thu được hợp chất 4-

(methylthio)-6,7-bis-(2-methoxyethoxy)-quinazoline 101. Cuối cùng, hợp chất 101

tham gia phản ứng với 3-ethynylaniline hydrochloride trong iso-propylalcohol thu

được sản phẩm erlotinib hydrochloride. Hiệu suất tổng cho quá trình phản ứng ba

giai đoạn là 73% (sơ đồ 1.16) [59].

Sơ đồ 1.16: Tổng hợp erlotinib hydrochloride từ hợp chất 98 [59]

Ưu điểm của phương pháp này là sử dụng tác nhân P2S5 để tạo thành hợp chất

trung gian thioamide 100 thay thế cho bước tạo thành dẫn xuất trung gian 4-

chloroquinazoline không bền trong phương pháp thứ nhất. Phương pháp này không

sử dụng tác nhân độc hại như thionyl chloride hoặc phosphoryl chloride. Tuy nhiên,

quá trình phản ứng tăng thêm một bước phản ứng tạo hợp chất trung gian 4-

(methylthio)-6,7-bis-(2-methoxyethoxy)-quinazoline 101.

1.2.3.3. Tổng hợp erlotilib hydrochloride theo quy trình cải tiến của Venkates

Chandregowda

Trong công trình nghiên cứu khác của Venkates Chandregowda và cộng sự đã

cải tiến quy trình tổng hợp erlotinib hydrochloride xuất phát từ hợp chất 102 qua 4

bước phản ứng [60] (sơ đồ 1.17).

Sơ đồ 1.17: Tổng hợp erlotinib hydrochloride từ hợp chất 102 [60]

Hợp chất 102 được tổng hợp theo các công trình đã công bố trước đây [61].

Từ chất 102 tiến hành khử hóa nhóm nitro sử dụng tác nhân sodium dithionite trong dung môi nước tại nhiệt độ 50oC nhận được hợp chất 103 với hiệu suất phản ứng

đạt 95%. Tiếp theo hợp chất 103 phản ứng với dimethylformamidine-

dimethylacetal (DMF-DMA) trong toluen tạo thành dẫn xuất N,N-

dimethylformamidine 104. Phản ứng tổng hợp hợp chất 104 lần đầu tiên được

nhóm tác giả công bố trong công trình này. Sau đó, hợp chất formamidine 104 được

tiến hành bằng cách thêm acid acetic và 3-ethynyl aniline, phản ứng được thực hiện tại nhiệt độ 130oC trong 3h nhận được bazơ tự do với hiệu suất đạt 70%. Sản phẩm

erlotinib hydrochlorid 93 tạo thành bằng cách cho erlotinib trong dung môi

methanol và sục khí HCl, phản ứng cho hiệu suất 92%. Hiệu suất tổng cho các giai

đoạn tạo thành erlotinib hydrochlorid là 63%. Đây là phương pháp hiệu quả, kinh tế

để tổng hợp erlotinib hydrochloride. Do tránh được bước tạo sản phẩm trung gian

4-chloroquinazoline không bền và không làm tăng thêm bước phản ứng.

Cơ chế hình thành hợp chất erlotinib 105 từ hợp chất 104 và 3-ethynyl

aniline được đề xuất xảy ra theo cơ chế chuyển vị Dimroth [62,63], trong đó sự hình

thành imine A đã được khẳng định bởi Giday và cộng sự [64] (sơ đồ 1.18).

Sơ đồ 1.18: Cơ chế hình thành hợp chất erlotinib 105 từ hợp chất 104 và 3-

ethynyl aniline [64]

1.2.3.4. Tổng hợp erlotinib từ 3,4-dihydroxybenzoic acid theo Davoud Asgari

Theo phương pháp của Davoud Asgari và cộng sự đưa ra năm 2011 [65],

erlotinib tổng hợp toàn phần qua 9 giai đoạn phản ứng với hiệu suất tổng đạt 60%

cao hơn hẳn so với các công trình đã được công bố trước đây. Quy trình tổng hợp

được mô tả như sơ đồ 1.19.

Sơ đồ 1.19: Tổng hợp erlotinib từ hợp chất 3,4-dihydroxybenzoic acid

Ưu điểm vượt trội của phương pháp này là sử dụng phản ứng one-pot cho 2

giai đoạn chìa khóa tạo thành erlotinib 105 từ hợp chất trung gian 2-

aminobenzonitrile và 3-ethylaniline. Xuất phát từ hợp chất 2-amino benzonitrile

103 phản ứng với DMF-DMA trong toluen và acetic acid tạo thành sản phẩm trung

gian formamidine 104. DMF-DMA dư trong hỗn hợp phản ứng được loại bỏ bằng

phương pháp chưng cất và thêm 3-ethynyl aniline cùng với acid acetic, phản ứng

duy trì ở 60oC trong 5h thu được hợp chất trung gian 109. Hỗn hợp sản phẩm trung gian 109 được đun hồi lưu tại 110oC trong 5h nhận được sản phẩm erlotinib 105

Cơ chế của quá trình hình thành erlotinib được nhóm nghiên cứu khẳng định

như sơ đồ 1.20. Hợp chất trung gian 109 lần đầu tiên được phân lập và xác định cấu

trúc bằng phương pháp phổ NMR, IR và LC/MS.

Sơ đồ 1.20: Cơ chế hình thành erlotinib từ hợp chất 104

Một ưu điểm khác của phương pháp này là sự hình thành hợp chất 3,4-bis(2-

methoxyl)benzonitrile từ 3,4-bis(2-methoxyl)benzoic acid, lần đầu tiên được tác giả

công bố trong công trình này, chỉ qua phản ứng one-pot sử dụng urea và phosphorus

pentoxide. Do đó, quá trình này tránh được việc sử dụng các tác nhân đắt tiền, độc

tính cao và không bền như Deoxo-fluor, PCl5 và diphosphorus tetraiodil [66,67].

1.2.3.5. Tổng hợp erlotilib hydrochloride từ 3,4-dihydroxybenzoic acid theo

Leila Barghi

Năm 2012, nhóm nghiên cứu của Leila Barghi và cộng sự đã phát triển

phương pháp hiệu quả tổng hợp erlotilib hydrochloride đi từ 3,4-dihydroxybenzoic

acid qua 7 giai đoạn phản ứng với hiệu suất tổng 44% (sơ đồ 1.21) [68].

Giai đoạn đầu là phản ứng ankyl hóa của 3,4-dihydroxybenzoic acid với 4

đương lượng của 1-chloro-2-methoxylethan trong DMF thu được methoxyethoxy-

3,4-bis(2-methoxyl)-benzoat 110. Tiếp theo là quá trình thủy phân ester 110 được

thực hiện sau khi loại bỏ dung môi DMF nhận được hợp chất 3,4-bis(2-

methoxyl)benzoic acid 111 với hiệu suất 99,2%. Phản ứng ester hóa của acid

cacboxylic 111 sử dụng ethanol và sulfuric acid tạo thành ethyl -3,4-bis(2-

methoxyl)benzoat 95. Giai đoạn 3 là quá trình nitro hóa ethyl-3,4-bis(2- methoxyl)benzoat 95 sử dụng nitric acid và acetic acid băng tại 0oC nhận được dẫn

xuất 96 với hiệu suất đạt 92,75%, sản phẩm này được dùng cho các bước tiếp theo

mà không cần tinh chế. Giai đoạn chìa khóa cho toàn bộ quá trình tổng hợp erlotinib

là phản ứng khử hóa. Trước đây đã có công trình nghiên cứu công bố về việc sử

dụng ammonium formate như là tác nhân cho H trong in situ cho quá trình này [69].

Nhóm nghiên cứu của tác giả đã tiến hành quá trình khử hóa nhóm nitro của ethyl-

3,4-bis(2-methoxylethoxyl)-2-nitro-benzoat 96 sử dụng amonium format và xúc tác

Pd/C trong dung môi 2-propanol tại nhiệt độ phòng trong 20 phút thu được 2-

amino-4,5-bis(2-methoxylethoxyl)-benzoat 97 với hiệu suất phản ứng đạt 92,33%.

Hợp chất 5 được vòng hóa tạo thành 6,7-bis(2-methoxylethoxyl)quinazolon 6 sử

dụng formamide và ammonium format. Tiếp sau đó, phản ứng clo hóa của dẫn xuất quinazolon 98 bằng tác nhân oxalylclorua trong dung môi clorofom tại 80oC trong

1,5 giờ nhận được sản phẩm 4-chloro-6,7-bis(2-methoxylethoxyl)quinazoline 99 với

hiệu suất 83%. Giai đoạn cuối cùng, sản phẩm erlotinib hydrochloride được hình

thành bằng phản ứng của hợp chất quinazoline 99 tác dụng với 3-ethynyanilin tạo

thành bazơ tự do và tạo muối với HCl nhận được sản phẩm 1 với hiệu suất cao 99,1%.

Tổng hiệu suất tạo thành erlotinib hydrochloride qua 7 giai đoạn phản ứng là 44%.

Đây là quy trình phản ứng đáp ứng tương đối tốt yêu cầu hiệu suất và chất

lượng sản phẩm. Việc sử dụng tác nhân không đắt là ammonium format như là tác

nhân tạo hydro trong phản ứng in situ với xúc tác Pd/C cho phản ứng khử hóa nitro

thay vì sử dụng khí H2 trong áp suất cao như trước đây giúp cho việc tổng hợp

erlotinib hydrochoride lượng lớn trở nên đơn giản hơn, an toàn hơn, hiệu quả kinh

tế cao hơn.

Sơ đồ 1.21: Tổng hợp erlotinib hydrochloride theo Leila Barghi [68]

1.2.4. Tình hình nghiên cứu trong nước về tổng hợp erlotinib

Năm 2015 nhóm nghiên cứu của Tạ Văn Đại và các cộng sự [119] đã tiến hành

tổng hợp erlotinib từ ethyl 3,4-đihidroxybenzoat qua 6 giai đoạn với hiệu suất tổng hợp

là 51%. Đây là một quy trình khá hiệu quả và tiết kiệm chi phí với 6 bước tổng hợp

đơn giản, các sản phẩm trung gian của mỗi bước có thể sử dụng làm nguyên liệu thô

cho bước sau mà không cần tinh chế bằng phương pháp tách cột sắc kí.

1.3. PHẢN ỨNG CLICK

Trong nhiều nghiên cứu mới gần đây, phản ứng “click" là một trong các

phương pháp tổng hợp hiện đại trong hóa hữu cơ để tổng hợp các dẫn xuất triazole.

Các triazole là nhóm hợp chất dị vòng có nhiều hoạt tính sinh học quý như kháng

khuẩn, kháng nấm và chống ung thư [71-73, 74–75]. Đây là những hoạt tính tương

tự như một số hợp chất nhóm imidazol, trong đó nhiều hợp chất imidazol đã được

sử dụng trong dược phẩm như kháng khuẩn (ví dụ như 5-nitroimidazol) [76], chống

nấm (muconazol) [77], thuốc an thần (midazolam) [78].

Sơ đồ 1.22: Phản ứng “click” nhiệt [78]

Phản ứng giữa nhóm azide và ankin được Arthu Michael tìm ra cách đây

hơn một thế kỷ, sau đó được Huisgen nghiên cứu một cách hệ thống từng phản ứng

này và những phản ứng đóng vòng kiểu 1,3- lưỡng cực khác là phản ứng quan trọng

để tổng hợp các hợp chất triazole. Khi phản ứng xảy ra dưới tác dụng của nhiệt, hai

đồng phân thu được là sản phẩm 1,2,3-triazole thế-1,4 và 1,2,3-triazole thế-1,5 (sơ

đồ 1.22) [78]. Đến năm 2001, Sharpless và các cộng sự đã tìm ra được xúc tác đặc

hiệu cho phản ứng của nhóm azide và ankin là xúc tác đồng (I). Với xúc tác này,

phản ứng coupling giữa nhóm azide và ankin-thế chỉ cho một sản phẩm duy nhất là

sản phẩm cộng 1,2,3- triazole với hai nhóm thế ở vị trí 1 và 4, phản ứng này gọi là

phản ứng click (sơ đồ 1.23) [78, 79]. Tuy nhiên nếu dùng xúc tác là phức chất

[Cp*(RuCl(PPh3)2] thì phản ứng lại chọn lọc theo hướng tạo ra sản phẩm thế ở vị trí

1 và 5 (sơ đồ 1.24)

Sơ đồ 1.23: Phản ứng “click” dùng xúc tác Cu(I) [78, 79]

Sơ đồ 1.24: Phản ứng “click” dùng xúc tác phức [Cp*(RuCl(PPh3)2]

Phản ứng click với xúc tác Cu (I) có đặc điểm là độ chọn lọc và hiệu suất rất

cao. Đây là một phương pháp tổng hợp hiện đại để thực hiện phản ứng “coupling”

vì vậy nó có ứng dụng vô cùng quan trọng trong lĩnh vực tổng hợp các hợp chất lai.

Đã có rất nhiều công trình công bố tổng hợp thành công các hợp chất lai bằng phản

ứng click tạo cầu nối là nhóm 1,2,3-triazole [80, 81-84]. 1,2,3-triazole là hợp chất dị

vòng thơm năm cạnh với 3 nguyên tử nitơ có moment lưỡng cực cao, dễ dàng tham

gia quá trình hình thành liên kết hydro và các tương tác lưỡng cực với ADN, protein

hoặc các tế bào. Hợp chất dị vòng này không bị thủy phân trong môi trường acid và

bazơ cũng như không bị phá hủy trong quá trình oxi hóa và khử. Triazole dễ dàng

được tổng hợp bằng phản ứng cộng đóng vòng kiểu 1,3 lưỡng cực với xúc tác Cu(I)

hay còn gọi là phản ứng “click”. Bên cạnh đó, hợp chất 1,2,3-triazole cho hoạt tính

chống ung thư, kháng khuẩn và kháng nấm mạnh [70, 80, 85]. Với những tính năng

ưu việt về mặt hóa học cũng như hoạt tính sinh học, 1,2,3-triazole vừa là tác nhân

vừa là cầu nối lý tưởng để lai hóa các hợp chất có dược tính khác như 4-

anilinoqinazoline. Việc đưa nhóm thế triazoyl có chứa vòng thơm chứa các nhóm

chức NO2 và CF3 ở các vị trí khác nhau vào mạch nhánh có thể sẽ làm tăng tương

tác tyrosin kinase và cải thiện tính chất hóa lý của hợp chất quinazoline ban đầu.

Tuy nhiên cho đến nay thì chưa có công trình nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất 4-

anilinoquinazoline chứa nhóm 1,2,3 triazole ở mạch nhánh. Do vậy đây là nhóm cầu

nối lí tưởng để lai hóa các lớp chất có hoạt tính khác nhau, hứa hẹn tổng hợp được

nhiều hợp chất cấu trúc lai có hoạt tính sinh học quý.

1.4. KỸ THUẬT PROTEIN DOCKING:

1.4.1. Phương pháp protein docking:

Từ những năm 1980 phương pháp protein docking đã được hình thành và ra

đời [112], nó là một trong những công cụ thiết yếu được sử dụng phổ biền nhất

trong quá trình thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc. Protein docking là kĩ thuật mô hình

hóa phân tử nhằm dự đoán vị trí và cấu hình thuận lợi mà phân tử cơ chất có thể gắn

kết trên phân tử protein. Phân tử cơ chất được cho dịch chuyển trong không gian

bao quanh phân tử protein để tìm vị trí có năng lượng gắn kết âm nhất sử dụng các

hàm đánh giá và phương pháp tìm kiếm cực trị toàn cục khác nhau. Docking có khả

năng dự đoán với với một nức độ chính xác đáng kể sự hình thành liên kết của cấu

tử với receptor trong túi liên kết. Thuật toán docking phân tử một mặt chỉ ra các liên

kết có ỹ nghĩa, mặt khác dự đoán định lượng khả năng liên kết bởi các hàm tính

điểm, từ đó cung cấp thứ hạng khả năng liên kết mạnh yếu của các cấu tử [112,113].

Docking trở thành bài toán tối ưu, tìm vị trí và cấu hình phù hợp nhất của một cơ

chất gắn kết lên protein. Nhìn về phía nhiệt động lực học, nhiệm vụ của docking là

tìm ra cấu hình mà năng lượng tự do của toàn hệ là thấp nhất. Để tìm cấu hình phù

hợp nhất cần phải liên hệ không gian cấu hình với các giá trị số đánh giá được khả

năng gắn kết của cơ chất lên protein rồi mới áp dụng được các thuật toán tìm kiếm

[114].

Thuật giải di truyền (Genetic Algorithm - GA) là thuật toán tìm kiếm được

ứng dụng nhiều trong các chương trình docking như Autodock, Autodock Vina,

GOLD[108],[111],[115]. GA áp dụng các lí thuyết liên quan đến học thuyết tiến

hoá và chọn lọc tự nhiên. Đầu tiên, thuật toán sẽ mã hoá tất cả các tham số của cấu

trúc ban đầu trong một nhiễm sắc thế - biểu diễn bằng một vec tơ. Từ nhiễm sắc thể

ban đầu này, tạo ngẫu nhiên một quần thể bao phủ một miền năng lượng. Quần thể

này được đánh giá và từ đó các nhiễm sắc thể thích nghi nhất (tức là có giá trị năng

lượng thấp nhất) được chọn làm khung để tạo ra quần thể tiếp theo. Quy trình này

làm giảm năng lượng trung bình của toàn bộ nhiễm sắc thể bằng cách truyền các

đặc tính cấu trúc thuận lợi từ một quần thể này sang một quần thể khác. Sau một số

chu kỳ tìm kiếm và đánh giá, cuối cùng ta sẽ tìm được một nhiễm sắc thể (cấu dạng)

phù hợp với mức năng lượng tối thiểu [110]. Chương trình docking sử dụng các

hàm tính điểm (scoring function) để ước lượng các năng lượng liên kết của phức

hợp cấu tử - receptor. Năng lượng này được cho bởi hằng số liên kết (Kd) và năng

lượng tự do Gibbs (ΔGL). Dự đoán về năng lượng liên kết được thực hiện bằng

cách đánh giá những tương tác hóa lý quan trọng bao gồm: các tương tác liên phân

tử, các ảnh hưởng solvat và entropy [114]. Do đó, số lượng các tham số hoá lý được

đánh giá càng lớn thì độ chính xác càng cao. Tuy nhiên, nếu số lượng biến càng lớn

thì thời gian tính toán sẽ lâu. Các hàm tính điểm hiệu quả nên đưa ra sự cân bằng

giữa độ chính xác và tốc độ, đây là một điểm quan trọng khi làm việc với cơ sỡ dữ

liệu lớn.

1.4.2. Quy trình Docking:

Trình tự ba bước để thực hiện quá trình docking bao gồm: bước 1: chuẩn bị

cấu tử, bước 2: chuẩn bị protein, bước 3: mô phỏng docking.

- Chuẩn bị cấu tử: cấu trúc 3D của các cấu tử có thể được lấy từ hệ thống dữ

liệu có sẵn như Pubchem, Zinc[109],[112]. Nếu như không có sẵn, chúng ta có thể

sử dụng các phần mềm như Chemsketch, ChemDraw… để xây dựng cấu trúc 3D

của cấu tử, Sau khi xây dựng được cấu trúc 3D, sử dụng các phần mềm để chuẩn bị

cấu tử cho chương trình mô phỏng docking, thông thường các bước chuẩn bị được

tiến hành theo thứ tự: gắn hydro, gắn trường lực, xây dựng file pdbqt.

- Chuẩn bị protein: Cấu trúc 3D của protein thường có sẵn trên ngân hàng dữ

liệu protein (protein data bank). Trong trường hợp không có sẵn thì chúng ta có thể

sử dụng phương pháp mô phỏng tính tương đồng (homology modeling) để xây

dựng cấu trúc 3D của protein. Tiếp theo sau khi xây dựng được cấu trúc 3D, sử

dùng các phần mềm để chuẩn bị protein cho chương trình mô phỏng docking. Các

bước chuẩn bị theo thứ tự: loại nước và các cấu tử (nếu có), thêm hydro, gắn trường

lực và xây dựng file pdbqt.

- Mô phỏng docking: Trước khi phần mềm tiến hành tìm kiếm vị trí và cấu

dạng phù hợp của cấu tử, cần khoanh vùng tìm kiếm (grid box) cho thuật toán. Kích

thước của vùng tìm kiếm không nên quá lớn vì như thế sẽ tốn kém thời gian và độ

lặp lại không cao, cũng không nên quá nhỏ vì như vậy phần mềm chỉ tìm kiếm được

một vùng rất nhỏ, không có ý nghĩa. Vị trí của vùng tìm kiếm thông thường sẽ được

đặt ở trung tâm hoạt động của protein. Sau khi xác định vị trí và kích thước của

vùng tìm kiếm, phần mềm sẽ tự động tìm kiếm và đưa ra cấu dạng phù hợp với

năng lượng thấp nhất. Cấu dạng này cùng với các tương tác của nó với protein sẽ

được phân tích bởi các phần mềm chuyên dụng như: MOE, Pymol, Discovery

studio….

1.5. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

Với việc phân tích tổng quan như vậy chúng tôi xác định nhiệm vụ của đề tài

luận án bao gồm:

1. Tổng hợp, xác định cấu trúc của erlotinib và các hợp chất lai của nó với các azide

qua cầu nối triazole.

2. Thiết kế tổng hợp, xác định cấu trúc các dẫn xuất chứa nhóm crown etherở vị trí

C-6, 7 của khung 4-anilinoquinazoline và các hợp chất lai của chúng với các azide

qua cầu nối triazole.

3. Thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất lai tổng hợp được trên ba dòng tế

bào ung thư ở người bao gồm KB (ung thư biểu mô, Hep-G2 (ung thư gan) và Lu

(ung thư phổi không phải tế bào nhỏ).

4. Nghiên cứu docking các hợp chất đã tổng hợp được trên thụ thể EGFR.

CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ

2.1.1. Hóa chất và dung môi

Các hóa chất được sử dụng cho việc tổng hợp các phản ứng hữu cơ và dung

môi được mua và sử dụng trực tiếp khi nhận từ các hãng Merck (Đức) và Aldrich

(Mỹ). Silicagel cho sắc ký cột 100 - 200 mesh (Merck), bản mỏng sắc ký silica gel

(Merck).

2.1.2. Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng sắc kí

lớp mỏng.

Sắc kí lớp mỏng (SKLM) được sử dụng để định tính chất đầu và sản phẩm.

Thông thường chất đầu và sản phẩm có giá trị Rf khác nhau, màu sắc và sự phát

quang khác nhau. Dùng sắc kí lớp mỏng để biết được phản ứng đã xảy ra hay không

xảy ra, phản ứng đã kết thúc hay chưa kết thúc là dựa vào các vết trên bản mỏng,

cùng các giá trị Rf tương ứng. Giá trị Rf của các chất phụ thuộc vào độ phân cực

phân tử của chất và phụ thuộc vào dung môi làm pha động. Dựa trên tính chất đó,

có thể tìm được dung môi hay hỗn hợp dung môi để tách các chất trong một hỗn

hợp nhiều chất khác nhau.

2.1.3. Phương pháp và thiết bị nghiên cứu

Để xác định cấu trúc các chất hữu cơ tổng hợp được, chúng tôi tiến hành các

phương pháp sau:

Xác định nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ nóng chảy của các chất tổng hợp

được đo trên máy Gallenkamp của Anh tại phòng thí nghiệm Hóa Dược - Viện Hoá

học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam.

Phổ hồng ngoại (IR): Phổ IR của các chất nghiên cứu được ghi trên máy

Spectrum Two hãng PerkinElmer, tại phòng Hóa Dược, Viện Hoá học - Viện Hàn

lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam, đo ở dạng ép viên với KBr rắn.

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Phổ 1H-NMR (500MHz), 13C-NMR

(125 MHz), HMBC, HSQC và HRMS của các chất nghiên cứu được đo trên máy

Bruker XL-500 với dung môi CDCl3, CD3OD và TMS là chất chuẩn, tại Trung tâm

Phổ ứng dụng - Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam.

Phổ khối lượng (MS): Phổ khối ESI-MS của các chất nghiên cứu được ghi

trên máy Agilent 6530 Accurate-Mass Q-TOC LC/MS tại Phòng nghiên cứu cấu

trúc – viện Hóa Sinh Biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và

Khoa Hóa Học, Đại Học Khoa Học Tự Nhiên. Mẫu được hòa tan trong dung môi và

phun vào hệ thống tạo ion, nguồn ESI ion hóa mẫu trong dịch lỏng sau đó máy khối

phổ sẽ ghi nhận các tín hiệu ion mảnh.

2.1.4. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư

Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất quinazoline được thực

hiện tại phòng Hóa sinh ứng dụng - Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học &

Công nghệ Việt Nam. Hoạt tính được thử nghiệm trên các dòng tế bào ung thư ở

người, đó là ung thư biểu mô KB (Human epidermic carcinoma), ung thư gan Hep-

G2 (Hepatocellular carcinoma) và ung thư phổi không phải tế bào nhỏ Lu

2.2. TỔNG HỢP ERLOTINIB VÀ CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA NÓ

2.2.1. Tổng hợp erlotinib

Tổng hợp hợp chất acid 3,4-bis(2-methoxyethoxy)-benzoic (107)

Hỗn hợp acid 3,4-dihydroxy benzoic 106 (10 g; 65 mmol), kali carbonate (35,9

g; 260 mmol), tetrabuthyl ammonium hydrosunfat (2,2 g; 6,5 mmol) trong 100 ml DMF được khuấy ở nhiệt độ 100oC trong 1 giờ. Sau khi làm lạnh hỗn hợp phản ứng xuống 50oC, 1-bromo-2-methoxyethan (24 ml; 260 mmol) được thêm vào dung dịch phản ứng và tiếp tục khuấy ở 110oC. Sau 20 giờ phản ứng kết thúc, hỗn hợp sản

phẩm được làm lạnh xuống nhiệt độ phòng. Chất rắn được lọc và rửa bằng 150 ml

ethyl acetate. Phần dịch chiết và phần ethyl acetate rửa chất rắn được gộp lại, loại

dung môi ở áp suất thấp cho đến khi thu được sản phẩm este trung gian 110 (chất

dầu màu nâu) với khối lượng không đổi. Hòa tan este trong dung dịch chứa 100 ml

methanol, 30 ml nước và KOH (10,9 g; 195 mmol) và khuấy ở nhiệt độ phòng. Sau

4 giờ phản ứng kết thúc, loại bỏ methanol bằng cách cô quay ở áp suất thấp, điều chỉnh pH của hỗn hợp phản ứng đến pH ~ 3 bằng dung dịch HCl 10% ở 0oC cho

đến khi xuất hiện kết tủa trắng. Sản phẩm rắn tạo thành được lọc, rửa bằng nước đá trong 2 giờ ở 50oC. Thu được 15,8 g acid 3,4-bis(2- và sấy khô

methoxyethoxy)benzoic 107 (hiệu suất 72,5%).

Acid 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzoic 107 là chất rắn màu trắng có điểm chảy 107-109oC. IR 2978; 2924; 2808; 1666,8 (C=O); 1588; 1515,7; 1439; 1278; 1234; 871; 763 cm-1.

Tổng hợp hợp chất 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile (108)

Hỗn hợp phản ứng gồm 12,3 g (0,08 mol) acid 3,4-bis(2-methoxyethoxy)- benzoic 107 và 48 g (0,8 mol) urea được đun khuấy đến 220oC. Sau 1 giờ đun, hỗn

hợp phản ứng được làm nguội xuống nhiệt độ phòng, thêm 150 ml xylene và 45,4 g (0,32 mol) P2O5 và đun hồi lưu ở 142oC trong 15 giờ. Khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp phản ứng được làm lạnh xuống 80oC, loại bỏ cặn bằng phương pháp lọc, rửa

cặn bằng ethyl acetate nóng (50 ml x 4 lần). Phần cặn còn lại hòa tan trong nước và

tiếp tục chiết với ethyl acetate. Pha hữu cơ được gộp lại, rửa bằng dung dịch

NaHCO3 (50 ml x 3), làm khan bằng Na2SO4 và loại dung môi ở áp suất thấp đến

khi thu được chất dầu màu vàng. Sau khi tinh chế làm sạch bằng cột silica gel với

hệ dung môi n-hexane/ethyl acetate thu được 16,1 g 3,4-bis(2-methoxyethoxy)-

benzonitrile 108 sạch (hiệu suất 80%).

3,4-Bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile 108 là chất dầu màu vàng. IR 2925,8;

2225,2 (CN), 1512,2; 1451; 1269; 1238,5; 864; 780 cm-1.

Tổng hợp hợp chất 2-amino-4,5-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile (103)

Dung dịch của 15 g (0,06 mol) 3,4-bis(2-methoxyethoxy)benzonitrile 108 trong 15 ml acid acetic băng được nhỏ giọt vào 45 ml acid nitric 65% ở 0oC trong 1 giờ. Sau đó, tăng nhiệt độ lên 50oC và khuấy hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ này trong 3

giờ. Sản phẩm phản ứng tạo thành được kiểm tra bằng bản mỏng TLC sau mỗi 30

phút phản ứng. Kết thúc phản ứng, hỗn hợp phản ứng được làm lạnh xuống nhiệt độ

phòng, chiết dung dịch với ethyl acetate và nước lạnh. Phần dịch chiết được làm

khan bằng Na2SO4, lọc và loại dung môi ở áp suất thấp đến khi thu được chất rắn

màu vàng là sản phẩm nitro hóa trung gian 4,5-bis(2-methoxyethoxy)-2-

nitrobenzonitrile 102. IR: 2920,3; 2223 (CN), 1533 (NO2); 1502; 1295; 1225; 1121,3; cm-1. 1H-NMR (CDCl3) 7,8 (s, 1H, H-Ar), 7,3 (s, 1H, H-Ar), 4,27-4,30 (m,

4H, CH2O), 3,80-3,82 (m, 4H, CH2O), 3,44 (s, 6H, OCH3).

Hỗn hợp của 102, 150 ml nước và 42,2 g (0,24 mol) natri dithionite được khuấy và đun ở 50oC trong 3 giờ. Tiếp theo, nhiệt độ bình phản ứng được tăng lên 65oC và

thêm 3 ml HCl đậm đặc bằng cách nhỏ giọt trong 10 phút và tiếp tục khuấy ở nhiệt

độ này trong 30 phút. Kết thúc phản ứng, hỗn hợp phản ứng được làm lạnh xuống

nhiệt độ phòng, điều chỉnh pH tới 10-11 bằng dung dịch natri hydroxide 50%, chiết

với ethyl acetate. Phần dịch chiết được làm khan bằng Na2SO4, lọc và loại dung môi

ở áp suất thấp đến khi thu được chất rắn màu nâu (14,4 g, hiệu suất 90%).

2-Amino-4,5-bis(2-methoxyethoxy)-benzo-nitrile 103 có điểm chảy 72-73°C.

IR 3356 (N-H); 3238 (N-H); 2924; 2205 (CN); 1508; 1453; 1437; 1265; 1238; 1130; 860 cm-1. 1H-NMR (CDCl3) 6,91 (s, 1H, H-Ar), 6,26 (s, 1H, H-Ar), 4,20-4,04 (m, 4H, CH2O), 3,79-3,70 (m, 4H, CH2O), 3,44 (s, 6H, OCH3). 13C-NMR (CDCl3)

152,3; 151,2; 141,4; 124,3; 121,1; 115,2; 90,5; 73,9; 70,8; 61,7.

N,N-dimethylformamidine 104

N,N-dimethylformamidine 104 là chất rắn màu vàng nhạt 1H-NMR (CDCl3) 7,55

(s, 1H, N=CH), 7,28 (s, 1H, H-Ar), 7,02 (s, 1H, H-Ar), 6,49(s, 1H, H-Ar), 4,03-4,16

(m, 4H, CH2O), 3,74-3,78 (m, 4H, CH2O), 3,44 (s, 6H, OCH3), 3,06 (s, 6H, NCH3). 13C-NMR (CDCl3) 153,77; 153,7; 151,5; 144,8; 119,02; 118,3; 105,9; 96,91; 77,3;

77,06; 76,8; 71; 70,7; 69,6; 68,3; 59,2; 59,1; 40,3; 34,6.

Phenylbenzamidine 109

Phenylbenzamidine 109 là chất rắn màu vàng; IR: (KBr) 3487- 3056 (rộng),

2935, 2820, 2113 (ethynyl), 1630, 1600, 1568, 1455, 1269, 1234, 1128, 866 cm-1; 1H-NMR (CDCl3) δ 7.72 (s, 1H, H-formamidine), 7.71 (s, 1H, H-Ar), 7.66 (d, 1H, J

= 8.0 Hz, H-Ar), 7.63 (s, 1H, H-Ar), 7.56 (t, 1H, J = 8.0 Hz, J = 8.0 Hz, H-Ar), 7.44

(d, 1H, J = 8.0 Hz, H-Ar), 7.02 (s, 1H, H-Ar), 5.64 (brs, 2H, NH), 4.27-4.23 (m, 4H,

2 CH2O), 3.83-3.78 (m, 4H, 2 CH2O ), 3.41 (s, 6H, 2 OCH3), 3.22 (s, 1H, ethynyl), 3.02 (s, 6H, 2 NCH3); 13C-NMR (CDCl3) δ 174.30 (C-benzamidine), 152.99 (C-

formamidine), 152.84 (C-Ar), 148.06 (C-Ar), 142.65 (C-Ar), 139.71 (C-Ar), 136.07

(C-Ar), 132.66 (C-Ar), 130.69 (C-Ar), 129.54 (C-Ar), 127.43 (C-Ar), 123.90 (C-

Ar), 108.59 (C-Ar), 106.36 (C-Ar), 80.63 (C-ethynyl), 78.75 (C-ethynyl), 69.69 (C-

O), 69.50 (C-O), 67.76 (C-O), 67.48(C-O), 58.17 (C-O), 58.10 (C-O), 39.71 (C-

NCH3), 36.07 (C-NCH3).

Tổng hợp erlotinib 105

Hỗn hợp phản ứng gồm 13,3 g (0,05 mol) 2-amino-4,5-bis(2-methoxyethoxy)

benzonitrile 103, 130 ml toluene, 0,5 ml acid acetic và 13,3 ml (0,1 mol) N,N-

dimethylformamide dimethyl acetal DMF-DMA được đun hồi lưu trong 4 giờ. Kết

thúc phản ứng, DMF-DMA dư và một lượng nhỏ được loại bỏ bằng cách cô quay ở

áp suất thấp. Tiếp theo, thêm vào hỗn hợp phản ứng 5,9 g (0,05 mol) 3-ethynyl

aniline và 5,7 ml (0,1 mol) acid acetic. Hỗn hợp phản ứng được đun khuấy ở nhiệt độ 60oC trong 5 giờ, sau đó đun hồi lưu trong 5 giờ nữa. Sau khi phản ứng kết thúc,

hòa hỗn hợp phản ứng vào 100 ml nước lạnh và trung hòa bằng dung dịch natri

bicarbonate 50%. Chất rắn màu nâu tạo thành được lọc, rửa với 100 ml nước lạnh

và 100 ml n-hexane. Sau khi kết tinh bằng methanol thu được 12,8 g erlotinib 105

sạch (hiệu suất 70%, độ sạch 90%).

Erlotinib 105 là chất rắn có điểm chảy 152-153oC. IR 3250; 3071; 2928; 2893; 1501; 1464; 1429; 1332; 1255; 1218; 1129; 850 cm-1. 1H-NMR (CDCl3) δ 8,63 (s, 1H, H-Ar); 7,86 (s, 1H, H-Ar); 7,76 (d, J = 8,0 Hz, 1H, H-Ar); 7,33 (m, 1H, H-Ar);

7,26 (m, 1H, H-Ar); 7,20 (s, 1H, H-Ar); 4,26 (dt, J = 19,5 Hz, J = 4,5 Hz, 4H, CH2O); 3,82 (m, 4H, CH2O); 3,45 (s, 6H, OCH3); 3,09 (s, 1H, C≡CH). 13C-NMR

(CDCl3) 168,1; 158,5; 154,2; 152,0; 146,7; 142,3; 129,2; 123,3; 122,1; 121,1; 116,5; 112,7; 108,2; 99,4; 82,4; 79,8; 72,2; 69,7; 52,3. MS (ESI): m/z [M+H]+ 394,1; theo tính toán là: 394,4 [M+H]+.

Tổng hợp erlotinib hydrocloride (93)

Cho khí HCl khan đi qua dung dịch của 12 g (0,03 mol) erlotinib 105 trong 150 ml methanol ở nhiệt độ khoảng 15-20oC trong 10 phút. Chất rắn tạo thành được lọc, sấy ở 50oC, thu được 11,6 g erlotinib hydrocloride (hiệu suất 90%).

Erlotinib hydrocloride 93 là chất rắn màu vàng có điểm chảy 228-229oC. IR

3277, 3053, 3021, 2922, 2896, 2820, 2745, 2710, 1667, 1564, 1510, 1446, 1284, 1122, 8920 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6) 11,45 (s, 1H, NH); 8,81 (s, 1H, H-Ar); 8,30

(s, 1H, H-Ar); 7,90-7,72 (m, 2H, H-Ar); 7,53-7,33 (m, 3H, HAr); 4,45-4,25 (m, 4H, CH2O); 3,79-3,70 (m, 4H, CH2O), 3,40 (s, 1H, C≡CH), 3,25 (s, 6H, OCH3). 13C-

NMR (DMSO-d6) 170,2; 159,1; 155,1; 151,2; 147,3; 142,3; 130,9; 125,8; 124,0;

122,3; 117,65; 114,2; 108,8; 100,9; 87,1; 80,6; 76,7; 73,5; 51,3.

2.2.2. Tổng hợp các hợp chất lai của erlotinib và các azide qua cầu nối triazole

Hòa tan erlotinib 93 (1 mmol) trong THF (10 ml) sau đó thêm CuI (0,2 mmol

và N, N-diisopropylethylamine DIPEA (12 mmol) và hỗn hợp phản ứng được

khuấy ở nhiệt độ phòng trong 30 phút. Thêm vào hỗn hợp phản ứng phenyl azide

(1,1 mmol) và khuấy ở nhiệt độ phòng cho đến khi phản ứng hoàn thành (2-5 ngày,

được kiểm tra bằng TLC). Hỗn hợp thu được đem chiết bằng ethyl acetate (3 x 15

mL). Pha hữu cơ được làm khan bằng Na2SO4 sau đó lọc và quay chân không. Phần

cặn thu được đem phân lập và tinh chế bằng phương pháp sắc ký cột (n-hexane

/ethyl acetate) với hệ rửa là n-hexane/ethyl acetate (50-70%). Thu được các hợp

chất lai của erlotinib 109a-d với độ tinh khiết cao.

6,7-Bis(2-methoxyethoxy)-N-(3-(1-(2-nitro-phenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)-

phenyl)-quinazoline-4-amine (109a)

Chất rắn không màu. Nhiệt nóng chảy 124oC. Hiệu suất 75%. IR (KBr) cm-1

: 3510, 2915, 1628, 1585, 1530, 1464, 1441, 1423, 1354, 1252, 1124, 1032, 930, 872. 1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ: 9.67 (1H, s, NH), 9.19 (1H, s), 8.57 (1H,

br. s), 8.38 (1H, s), 8.26 (1H, d, J = 8 Hz), 8.02-7.96 (3H, m), 7.92 (1H, d, J = 9

Hz), 7.90-7.86 (1H, m), 7.65 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.53 (1H, t, J = 8 Hz), 7.25 (1H,

s), 4.33-4.29 (4H, m, CH3OCH2CH2O), 3.81-3.75 (4H, m, CH3OCH2CH2O), 3.38 (3H, s, OCH3), 3.36 (3H, s, OCH3).13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ: 156.4,

153.7, 148.2, 147.1, 144.1, 140.1, 134.5, 131.3, 130.1, 129.2, 129.1, 127.5, 125.6,

122.8, 122.4, 120.7, 119.1, 103.3, 70.1, 70.0, 68.4, 68.1, 58.4, 58.3. HRMS (m/z) tìm thấy: 558.2065. Theo tính toán: C28H28N7O6: 558.2023 [M+H]+.

6,7-Bis(2-methoxyethoxy)-N-(3-(1-(3-nitro-phenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-

yl)phenyl)quinazoline-4-amine (109b)

Chất rắn không màu. Nhiệt nóng chảy 121oC. Hiệu suất 83%. IR (KBr) cm-1: 2930, 1623, 1583, 1535, 1507, 1442, 1350, 1238, 1034, 928. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ: 9.61 (1H, s, NH), 9.56 (1H, s), 8.81 (1H, t, J = 2

Hz), 8.51-8.47 (2H, m), 8.40 (1H, s), 8.35-8.33 (1H, m), 7.95-7.92 (3H, m), 7.67

(1H, d, J = 5.5 Hz), 7.53 (1H, t, J = 8 Hz), 7.23 (1H, s), 4.33-4.28 (4H, m,

CH3OCH2CH2O), 3.81-3.75 (4H, m, CH3OCH2CH2O), 3.38 (3H, s, OCH3), 3.36 (3H, s, OCH3). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ: 156.4, 153.6, 152.9, 148.6,

148.1, 147.7, 140.2, 137.2, 131.6, 103.2, 129.2, 125.9, 123.1, 122.4, 120.6, 120.1,

119.1, 114.6, 108.2, 103.3, 70.1, 70.0, 68.4, 68.1, 58.4, 58.3. HRMS/MS (m/z) tìm thấy: 558.2062. Theo tính toán: C28H28N7O6: 558.2023 [M+H]+.

6,7-Bis(2-methoxyethoxy)-N-(3-(1-(4-nitro-phenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)- phenyl)quinazoline-4-amine (109c)

Chất rắn không màu. Nhiệt nóng chảy 102oC. Hiệu suất 86%. IR (KBr) cm-1: 2933, 1622, 1598, 1527, 1507, 1448, 1433, 1343, 1238, 1123, 1033, 854. 1H-NMR

(DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.62 (1H, s, NH), 9.52 (1H, s), 8.50-8.47 (3H, m), 8.40

(1H, s), 8.29-8.27 (2H, m), 7.95-7.94 (2H, m), 7.66 (1H, d, J = 7 Hz), 7.53 (1H, t, J

= 8 Hz), 7.23 (1H, s), 4.33-4.28 (4H, m, CH3OCH2CH2O), 3.81-3.75 (4H, m,

CH3OCH2CH2O), 3.38 (3H, s, OCH3), 3.36 (3H, s, OCH3). HRMS (m/z) tìm thấy: 558.2062. Theo tính toán: C28H28N7O6: 558.2023 [M+H]+.

5-(4-(3-((6,7-Bis(2-methoxyethoxy)quinazoline-4-yl)amino)phenyl)-1H-1,2,3-

triazole-1-yl)-2-(trifluoromethyl)benzonitrile (109d)

Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 140oC. Hiệu suất 90%. IR (KBr) cm-1: 2926, 1645, 1553, 1516, 1461, 1384, 1316, 1150. 1H NMR (DMSO-d6, 500

MHz) δ: 9.70 (1H, s, NH), 9.64 (1H, s), 8.60 (1H, s), 8.56-8.54 (2H, m), 8.48-8.46

(1H, m), 8.39 (1H, s), 7.95-7.93 (2H, m), 7.68-7.66 (1H, m), 7.55 (1H, t, J = 8 Hz),

(1H, s), 4.33-4.29 (4H, m, CH3OCH2CH2O), 3.81-3.75

7.25 (4H, m, CH3OCH2CH2O), 3.38 (3H, s, OCH3), 3.36 (3H, s, OCH3). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ: 156.5, 153.8, 152.7, 148.4, 148.0, 140.2, 139.8, 137.6, 133.0, 132.7,

130.0, 129.5, 123.8, 122.9, 121.1, 120.9, 120.4, 119.4, 118.3, 118.2, 115.4, 107.9,

103.4, 70.2, 70.1, 68.6, 68.3, 58.5, 58.4. HRMS (m/z) tìm thấy: 606.2017. Theo tính toán: C30H27F3N7O6: 606.1998 [M+H]+.

2.3. TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT QUINAZOLINE CHỨA NHÓM CROWN

ETHER Ở VỊ TRÍ C-6, C-7.

2.3.1. Quy trình tổng hợp các hợp chất 112a, b

Hỗn hợp của 2-nitro-benzaldehyde 111a, b (20 mmol) trong metanol (15

mL) và dung dịch hydroxylamine hydrochloride (40 mol) trong nước (10 mL) được

khuấy trộn ở nhiệt độ phòng trong vòng 30 phút. Sau đó thêm vào hỗn hợp này

dung dịch natri hydroxide (0,4 mol) bằng cách nhỏ giọt. Hỗn hợp được kiềm hóa và

khuấy trong vòng 30-60 phút ở nhiệt độ phòng. Sau khi phản ứng kết thúc, dung

môi được loại bỏ dưới áp suất giảm, cặn được làm lạnh sâu bằng cách ngâm trong

nước đá nghiền (10 mL) và pH được điều chỉnh đến ~ 4 với acid acetic 50%. Kết

tủa hình thành được cô lập, rửa sạch bằng nước lạnh (20 mL) và n-hexane (30 mL),

sấy khô ở 50°C để thu được các dẫn xuất oxi tương ứng 112a, b được sử dụng cho

bước tiếp theo.

(E)-2-nitrobenzaldehyde oxime (112a)

Chất rắn màu vàng. Hiệu suất 80%. IR (KBr) 3293, 1612,1573, 1521, 1487,

1448, 1347, 1211, 1145, 978, 928, 892, 741 cm-1.

(E)-6-nitrobenzo[d][1,3]dioxole-5-carbaldehyde oxime (112b)

Chất rắn màu vàng nhạt. Hiệu suất 76%, IR (KBr) 3064, 2934, 1766, 1593, 1512, 1498, 1435, 1370, 1339, 1322, 1287, 1215, 1035, 1006, 924, 889 cm-1.

2.3.2. Quy trình tổng hợp các hợp chất 113a, b

Hỗn hợp của các oxa tương ứng 112a, b (18 mmol) trong anhydrit acetic (10

mL) được đun hồi lưu trong 8-12 h. Sau đó, dung môi được loại bỏ bằng cách cô

quay hỗn hợp trong chân không dưới áp suất thấp, phần còn lại được thêm nước

lạnh (10 mL), và giữ nhiệt độ của hỗn hợp thu được ở 15-20°C trong 1-2 h. Kết tủa hình thành được đem cô lập, và sấy khô ở 40oC thu được các hợp chất 113a, b

tương ứng làm nguyên liệu cho các bước sau.

2-Nitrobenzonitrile (113a)

Chất rắn màu vàng, Hiệu suất 70%. IR (KBr) 3112, 3085, 2233, 1613, 1571, 1531, 1345, 1482, 1345, 1201, 1150, 1082, 969, 859, 791, 743 cm-1.

6-Nitrobenzo[d][1,3]dioxole-5-carbonitrile (113b)

Chất rắn màu vàng, Hiệu suất 90%. IR (KBr) 3115, 3061, 2926, 2232 (C≡N), 1601, 1530, 1505, 1486, 1430, 1373, 1337, 1289, 1179, 1037, 927, 883, 757, 620 cm-1.

2.3.2. Quy trình tổng hợp các hợp chất 116a, b

Tổng hợp các hợp chất 114c, d

Hỗn hợp phản ứng gồm 2 g (13 mmol) acid 3,4- dihydroxy benzoic 1, 7,18 g

(52 mmol) kali carbonat, 0,44 g (1,3 mmol) tetrabutyl ammonium hydrosunfat trong

20 ml aceton được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 1 giờ. Sau đó, thêm 52 mmol 1,2-

dicloethan; 1,3-dibrompropan vào dung dịch phản ứng và đun hồi lưu. Sau 10 giờ

phản ứng kết thúc, hỗn hợp phản ứng được làm lạnh xuống nhiệt độ phòng. Chất

rắn được lọc và rửa bằng 30 ml ethyl acetate. Phần dịch lọc và phần ethyl acetate

rửa chất rắn được gộp lại, loại dung môi ở áp suất thấp cho đến khi thu được sản

phẩm ester trung gian (chất dầu màu nâu) với khối lượng không đổi. Hòa tan ester

trong dung dịch chứa 20 ml metanol, 6 ml nước và 2,18 g (39 mmol) KOH ở nhiệt

độ phòng. Sau 4 giờ phản ứng kết thúc, loại bỏ methanol bằng cách cô quay ở áp

suất thấp, điều chỉnh pH của hỗn hợp phản ứng đến pH ~ 3 bằng dung dịch HCl 10% ở 0oC cho đến khi xuất hiện kết tủa trắng. Sản phẩm rắn tạo thành được lọc, rửa bằng nước đá và sấy khô trong 2 giờ ở 50oC. Thu được hợp chất 114 (hiệu suất

85%-90%, độ sạch 95-97%).

2,3-Dihydrobenzo[b][1,4]dioxine-6-carboxylic acid (114c)

Hợp chất 3-Dihydrobenzo[b][1,4]dioxine-6-carboxylic acid 114c là chất rắn màu trắng, có điểm chảy 138- 139oC. IR 2927; 1697 (C=O); 1611; 1588; 1509;

1463; 1432; 1291; 1263; 1236; 1194; 1120; 1065; 1045; 911; 888; 824; 763; 745; 556 (cm-1). 1H-NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 7,63-7,62 (2H, m); 6,91 (1H, d, J = 9 Hz,

H-Ar); 4,33-4,27 (4H, m, OCH2).

3,4-dihydro-2H-benzo[b][1,4]dioxepine-7-carboxylic acid (114d)

Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 156-158oC. IR (KBr) 2949, 1693,

1676, 1604, 1572, 1507, 1436, 1414, 1311, 1268, 1241, 1117, 1095, 1040, 945, 831,

774, 763, 737, 647, 543 cm-1. 1H-NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 7.71 (1H, s, H-Ar),

7.68 (1H, d, J = 8.5 Hz, H-Ar), 6.99 (1H, d, J = 8.5 Hz, H-Ar), 4.33 (2H, t, J = 5.5

Hz, OCH2), 4.27 (2H, t, J = 5.5 Hz, OCH2), 2.26-2.22 (2H, m, OCH2CH2CH2O).

2.3.3. Quy trình tổng hợp các hợp chất 115a, b

Hỗn hợp phản ứng gồm 11 mmol acid 114a, b và 6,6 g (0,11 mol) urea được đun khuấy đến 150-160oC. Sau 5 giờ đun, hỗn hợp phản ứng được làm nguội xuống nhiệt độ phòng, thêm 20 ml xylen và 6,24 g (44 mmol) P2O5 và đun hồi lưu ở 142oC trong 5 giờ. Khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp phản ứng được làm lạnh xuống 80oC,

loại bỏ cặn bằng phương pháp lọc, rửa cặn bằng ethyl acetate nóng (4 x 30 ml).

Phần cặn còn lại hòa tan trong nước và tiếp tục chiết với ethyl acetat. Pha hữu cơ

được gộp lại, rửa bằng dung dịch NaHCO3 (50 ml x 3), làm khan bằng Na2SO4 và

loại dung môi ở áp suất thấp đến khi thu được chất dầu màu vàng. Sau khi tinh chế

làm sạch bằng cột silica gel với hệ dung môi n-hexane/ethyl acetate thu được sản

phẩm tinh khiết (hiệu suất 80-85%).

2,3-Dihydrobenzo[b][1,4]dioxine-6-carbonitrile (115c)

Chất rắn màu vàng nhạt. Hiệu suất 80%, có điểm chảy 124oC. IR 2956; 2226

(CN); 1609; 1580; 1508; 1456; 1421; 1317; 1293; 1245; 1211; 1148; 1123; 1062; 909; 881; 813; 752; 713; 614; 487 (cm-1).

3,4-Dihydro-2H-benzo[b][1,4]dioxepine-7-carbonitrile (115d)

Chất rắn không màu. Hiệu suất 80%. IR (KBr) 2966, 2919, 2850, 2223 (C≡N),

1608, 1567, 1506, 1416, 1321, 1275, 1104, 1060, 996, 968, 898, 835, 700, 627 cm-1.

Hòa tan các chất benzonitrile 115a, b (15 mmol) trong acid acetic băng (2

mL). Sau đó nhỏ từng giọt dung dịch này vào acid nitric lạnh 65% (5 mL), vừa nhỏ

vừa khuấy trong 10 phút. Nhiệt độ được nâng lên 50°C và khuấy trong 4 giờ. Sau

khi hoàn thành, hỗn hợp phản ứng được làm lạnh đến 25°C, và thêm vào hỗn hợp

nước đá lạnh (15 mL). Kết tủa hình thành đã được lọc, rửa sạch bằng nước lạnh, n-

hexane và sấy khô trên không khí để thu được 2-nitro-benzonitrile 116a, b tương ứng.

7-Nitro-2,3-dihydrobenzo[b][1,4]dioxine-6-carbonitrile (116a)

Chất rắn màu vàng. Hiệu suất 90%. Nhiệt độ nóng chảy 148oC. IR (KBr)

3468, 2236 (C≡N), 1578 1519, 1384, 1351, 1334, 1307, 1058, 902, 836, 756 cm-1.

8-Nitro-3,4-dihydro-2H-benzo[b][1,4]dioxepine-7-carbonitrile (116b)

Chất rắn màu vàng. Hiệu suất 90%. IR (KBr) 2976, 2909, 2231 (C≡N), 1610,

1566, 1532, 1498, 1469, 1326, 1300, 1274, 1182, 1157, 1113, 1053, 981, 915, 895, 831, 806, 762, 750, 695, 644, 621, 604 cm-1.

2.3.4. Quy trình tổng hợp các hợp chất 117a-d

Hỗn hợp của các chất 2-nitro-benzonitrile 113a, b hoặc 116c, d (15 mmol)

và natri dithionite (60 mmol) trong nước (10 mL), được khuấy và đun nóng đến

50°C trong 3-4 giờ. Sau đó, nhiệt độ được nâng lên 65°C và thêm HCl đậm đặc (5

mL) bằng cách nhỏ giọt, hỗn hợp tiếp tục được khuấy trong 30 phút. Sau khi phản

ứng kết thúc, làm lạnh hỗn hợp thu được đến 20°C và điều chỉnh pH đến ~ 10 bằng

dung dịch natri hydroxit 50%. Kết tủa hình thành được lọc, rửa sạch bằng nước lạnh, n-hexane và sấy khô ở 40oC để thu được các hợp chất 2-amino-benzonitrile

117a-d, tương ứng.

2-Aminnobenzonitrile (117a)

Chất rắn màu vàng. Hiệu suất 55%. IR (KBr) 2923, 2852, 2216, 1681, 1614, 1468, 1126, 1030 cm-1.

6-Aminobenzo[d][1,3]dioxole-5-carbonitrile (117b)

Chất rắn màu vàng. Hiệu suất 60%. IR (KBr) 3451 (N-H), 3361 (N-H), 3251,

2921, 2203 (C≡N), 1643, 1612, 1502, 1483, 1340, 1270, 1234, 1223, 1174, 1036, 931, 868, 850, 825, 742 cm-1.

7-Amino-2,3-dihydrobenzo[b][1,4]dioxine-6-carbonitrile (117c)

Nhiệt độ nóng chảy. Hiệu suất 65% 166-167oC. IR (KBr) 3453 (N-H), 3369 (N-H),

3247, 2991, 2206 (C≡N), 1646, 1573, 1499, 1463, 1305, 1216, 1192, 1129, 1071, 1022, 929, 903, 881, 822, 714 cm-1.

8-Amino-3,4-dihydro-2H-benzo[b][1,4]dioxepine-7-carbonitrile (117d)

Chất rắn màu vàng nhạt. Hiệu suất 60% IR (KBr) 3445 (N-H), 3362 (N-H),

2968, 2908, 2868, 2211 (C≡N), 1631, 1559, 1504, 1452, 1432, 1417, 1388, 1304, 1283, 1252, 1213, 1187, 1116, 985, 950, 881, 848, 671, 522 cm-1.

2.3.5. Quy trình tổng hợp các hợp chất 119a-d

Hỗn hợp của 2-amino-benzonitrile 117a-d (5 mmol) trong toluene (5 mL)

acid acetic (2,5 mL) và DMF-DMA (10 mmol) được đun hồi lưu từ 4 - 6 giờ. Sau

kết thúc phản ứng, DMF-DMA dư được loại bỏ khỏi hỗn hợp phản ứng bằng cách

cô quay ở áp suất thấp. Sau đó, hỗn hợp thu được được làm lạnh đến nhiệt độ phòng

rồi thêm 3-ethynylaniline (5 mmol) và acid acetic (10 mmol). Hỗn hợp phản ứng

được khuấy ở 60°C trong 2-3 giờ. Tiếp theo, hỗn hợp được đun hồi lưu và khuấy

trong vòng 2-3 giờ. Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp phản ứng được làm nguội

đến nhiệt độ phòng và được chiết bằng ethyl acetate (3 x 15 mL). Các chất chiết

xuất pha hữu cơ được làm khan Na2SO4, lọc và quay khô trong chân không. Phần

cặn được tinh chế bằng phương pháp sắc ký cột (n-hexan/ethyl acetate) để thu được

các chất mục tiêu 119a-d.

N-(3-ethynylphenyl)quinazoline-4-amine (119a).

Chất rắn màu vàng nhạt. Hiệu suất 63%. Nhiệt nóng chảy: 140-142oC. IR

(KBr) 3213, 1624, 1609, 1581, 1540, 1502, 1442, 1391, 1362, 1323, 1272, 912, 764 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.82 (1H, s, NH), 8.65 (1H, s), 8.55 (1H, d,

J = 8 Hz), 8.09 (1H, s), 7.94 (1H, d, J = 8 Hz), 7.88 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.82-7.80

(1H, d, J = 8 Hz), 7.66 (1H, t, J = 7.5 Hz), 7.41 (1H, t, J = 8 Hz), 7.24 (1H, d, J =

7.5 Hz), 4.19 (1H, s, C≡CH).

N-(3-ethynylphenyl)-[1,3]dioxolo[4,5-g]quinazoline-8-amine (119b).

Chất rắn màu vàng sáng. Hiệu suất 60%. Nhiệt nóng chảy: 210-212oC. IR (KBr) 3302, 1616, 1590, 1534, 1495, 1471, 1437, 1241, 1035, 906, 890 cm-1. 1H-

NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.38 (1H, s, NH), 8.49 (1H, s), 8.04 (1H, t, J = 1.5

Hz), 7.97 (1H, s), 7.88 (1H, dd, J = 1.5 Hz, J = 8 Hz), 7.38 (1H, t, J = 8 Hz), 7.20

(1H, s), 7.19 (1H, s), 6.24 (2H, s, OCH2O), 4.17 (1H, s, C≡CH).

N-(3-ethynylphenyl)-7,8-dihydro-[1,4]dioxino[2,3-g]quinazoline-4-amine (119c)

(10c). Chất rắn không màu. Hiệu suất 57%. Nhiệt độ nóng chảy: 253-254oC. IR

(KBr) 3325, 3275, 1613, 1594, 1565, 1539, 1508, 1431, 1339, 1290, 1236, 1138, 1071, 899, 788 cm-1. 1H-NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 8.65 (1H, s), 7.89 (1H, s), 7.76

(1H, d, J = 8 Hz), 7.37-7.34 (2H, m), 7.29 (1H, m), 7.10 (1H, br. s), 4.41-4.38 (4H,

m, OCH2), 3.10 (1H, s, C≡CH). HRMS (ESI+) m/z tìm thấy: 304.1057. Theo tính toán C18H14N3O2 [M+H]+ 304.1008.

N-(3-ethynylphenyl)-8,9-dihydro-7H-[1,4]dioxepino[2,3-g]quinazoline-4-amine (119d).

Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 231-232oC. Hiệu suất: 50%. IR

(KBr) 3455, 2924, 2853, 1696, 1661, 1625, 1577, 1504, 1458, 1427, 1244, 1124, 930, 868, 758 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.68 (1H, s, NH), 8.57 (1H,

s), 8.11 (1H, d, J = 9.5 Hz), 8.05 (1H, s), 7.89 (1H, d, J = 8 Hz), 7.39 (1H, t, J = 8

Hz), 7.26 (1H, d, J = 9 Hz), 7.21 (1H, d, J = 7.5 Hz), 4.32 (4H, dt, J = 5.5 Hz, J =

18 Hz, OCH2), 4.18 (1H, s, C≡CH), 2.24 (2H, t, J = 5.5 Hz, OCH2CH2CH2O).

2.4. TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA DẪN XUẤT CROWN

ETHERQUINAZOLINE-4-AMINE (119a-d) VỚI CÁC AZIDE QUA CẦU

NỐI TRIAZOLE

Hỗn hợp gồm các chất 119a-d (1 mmol) và THF (10 ml) được thêm CuI (0,2

mmol và N, N-diisopropylethylamine DIPEA (12 mmol), hỗn hợp phản ứng được

khuấy ở nhiệt độ phòng trong 30 phút. Thêm vào hỗn hợp phản ứng phenyl azide

(1,1 mmol) và khuấy ở nhiệt độ phòng cho đến khi phản ứng hoàn thành (12h-24h,

được kiểm tra bằng TLC). Hỗn hợp thu được đem chiết bằng ethyl acetate (3 x 15

mL). Pha hữu cơ được làm khan bằng Na2SO4 sau đó lọc và quay chân không. Phần

cặn thu được đem phân lập và tinh chế bằng phương pháp sắc ký cột (n-hexan/ethyl

acetat) với hệ rửa là n-hexane/ethyl acetate (1:9). Thu được các hợp chất lai 120-

123(a-d) với độ tinh khiết cao.

2.4.1. Tổng hợp các hợp chất lai của N-(3-ethynylphenyl)quinazoline-4-amine

(119a) với các azide qua cầu nối triazole.

N-(3-(1-(2-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)quinazoline-4-amine (120a)

Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 212oC. Hiệu suất 87%. IR (KBr) 3132, 2924, 2853, 1611, 1568, 1538, 1492, 1411, 1354, 1033, 924, 888, 773 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.96 (1H, s, NH), 9.19 (1H, s), 8.65 (1H, s), 8.62

(1H, d, J = 8 Hz), 8.50 (1H, t, J = 1.5 Hz), 8.26 (1H, d, J = 7.5 Hz), 8.03-7.95 (3H,

m), 7.88 (2H, t, J = 7 Hz), 7.82 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.68-7.65 (2H, m), 7.54 (1H, t, J = 8 Hz). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 157.9, 154.5, 149.7, 147.1, 144.1,

139.9, 134.5, 133.1, 131.3, 130.2, 129.3, 129.1, 127.8, 127.5, 126.4, 125.6, 123.0,

122.9, 122.5, 121.0, 119.3, 115.2. ESI-MS (m/z) tìm thấy: 410.3196. Theo tính toán: C22H16N7O2: 410.1287 [M+H]+.

N-(3-(1-(3-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)quinazoline-4-amine (120b)

Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 242-243oC. Hiệu suất 87%. IR (KBr) 3146, 2922, 1623, 1578, 1528, 1492, 1416, 1356, 1235, 1047 cm-1. 1H-NMR

(DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.97 (1H, s, NH), 9.57 (1H, s), 8.82 (1H, t, J = 2 Hz), 8.67

(1H, br.s), 8.63 (1H, d, J = 8.5 Hz), 8.50 (1H, s), 8.49 (1H, dd, J = 8 Hz, J = 2 Hz),

8.36 (1H, dd, J = 1.5 Hz, J = 8 Hz), 7.97-7.93 (2H, m), 7.89 (1H, t, J = 7.5 Hz),

7.82 (1H, d, J = 8 Hz), 7.71 (1H, d, J = 8 Hz), 7.67 (1H, t, J = 7.5 Hz), 7.55 (1H, t, J = 8 Hz). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 157.9, 154.5, 149.7, 148.6, 147.7,

139.9, 137.2, 133.1, 131.6, 130.2, 129.2, 127.8, 126.3, 125.9, 123.1, 123.0, 122.5,

121.0, 120.1, 129.4, 115.2, 114.6. HRMS tìm thấy: 410.1361. Tính toán: C22H16N7O2: 410.1287 [M+H]+.

N-(3-(1-(4-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)quinazoline-4-amine (120c)

Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 267oC. Hiệu suất 72%. IR (KBr) 3124, 1620, 1599, 1571, 1521, 1490, 1410, 1344, 1228, 1033, 853 cm-1. 1H-NMR

(DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.97 (1H, s, NH), 9.53 (1H, s), 8.65 (1H, s), 8.62 (1H, d, J

= 7.5 Hz), 8.52-8.49 (3H, m), 8.33-8.29 (2H, m), 7.96 (1H, d, J = 8 Hz), 7.88 (1H, t,

J = 8 Hz), 7.82 (1H, d, J = 8 Hz), 7.71-7.70 (2H, m), 7.55 (1H, t, J = 8 Hz). ESI-MS (m/z) tìm thấy: 410.1291. Theo tính toán: C22H16N7O2: 410.1287 [M+H]+.

5-(4-(3-(quinazolin-4-ylamino)phenyl)-1H-1,2,3-triazole-1-yl)-2 (trifluoromethyl)

Benzonitrile (120d)

Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 186oC. Hiệu suất 90%. IR (KBr) 3387, 2234, 1616, 1572, 1532, 1494, 1442, 1408, 1316, 1184, 1141, 1036, 926 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.92 (1H, s, NH), 9.53 (1H, s), 8.64 (1H, s), 8.59

(1H, d, J = 8 Hz), 8.52 (1H, d, J = 1.5 Hz), 8.45-8.46 (2H, m), 8.37 (1H, d, J = 8.5

Hz), 7.95 (1H, d, J = 8 Hz), 7.85 (1H, t, J = 7 Hz), 7.79 (1H, d, J = 8 Hz), 7.64 (2H, d, J = 8 Hz), 7.50 (1H, t, J = 8 Hz). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 157.9,

154.5, 149.7, 147.9, 139.9, 139.6, 137.4, 133.1, 132.7 (q, J = 31.3 Hz, Cq-CF3),

129.9, 129.2, 127.8, 126.3, 123.6, 123.2, 122.6, 121.0, 1209, 120.1, 119.3, 117.9,

115.2, 115.0, 107.7. HRMS tìm thấy: 458.1336. Theo tính toán: C24H15F3N7: 458.1263 [M+H]+.

2.4.2. Tổng hợp các hợp chất lai của N-(3-ethynylphenyl)-[1,3]dioxolo[4,5-

g]quinazoline-8-amine (119b)

N-(3-(1-(2-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)-[1,3]dioxolo[4,5-

g]quinazoline-8-amine (121a)

Chất rắn màu vàng sáng. Nhiệt độ nóng chảy 285oC. Hiệu suất 85%.

IR (KBr) 3134, 2916, 1615, 1580, 1532, 1494, 1467, 1440, 1386, 1346, 1213, 1036, 912 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.52 (1H, s, NH), 9.17

(1H, s), 8.50 (1H, s), 8.45 (1H, t, J = 2 Hz), 8.26 (1H, dd, J = 8 Hz, J = 1 Hz), 8.04

(1H, s), 8.01-7.97 (2H, m), 7.92 (1H, dd, J = 8 Hz, J = 1 Hz), 7.89-7.86 (1H, m),

7.63 (1H, d, J = 8 Hz), 7.50 (1H, t, J = 8 Hz), 7.19 (1H, s), 6.25 (2H, s, OCH2O). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 156.9, 153.0, 152.4, 148.5, 147.2, 147.1, 144.0,

140.2, 134.5, 131.3, 130.1, 129.2, 129.1, 127.5, 125.6, 122.8, 122.0, 120.4, 118.8,

110.2, 104.6, 102.3, 98.9. HRMS tìm thấy: 454.1529.Tính toán: C23H16N7O4: 454.1186 [M+H]+;

N-(3-(1-(3-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)-[1,3]dioxolo[4,5-g]

quinazoline-8-amine (121b)

Chất rắn màu vàng sáng. Nhiệt độ nóng chảy 290oC. Hiệu suất 85%.

IR (KBr) 3440, 3027, 2914, 1615, 1581, 1527, 1465, 1439, 1393, 1349, 1227, 1036, 910 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.55 (2H, s), 8.81 (1H, t, J

= 2 Hz), 8.49-8.46 (3H, m), 8.35 (1H, dd, J = 8 Hz, J = 2 Hz), 8.06 (1H, s), 7.93

(2H, t, J = 8 Hz), 7.65 (1H, d, J = 8 Hz), 7.51 (1H, t, J = 8 Hz), 7.19 (1H, s), 6.25 (2H, s, OCH2O). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 156.9, 153.0, 152.4, 148.6,

147.7, 147.3, 140.2, 137.2, 131.6, 130.1, 129.2, 126.0, 123.1, 122.1, 120.5, 120.1,

118.9, 114.6, 104.7, 102.3, 98.9. ESI-MS (m/z) tìm thấy: 454.1228. Theo tính toán: C23H16N7O4: 454.1186 [M+H]+.

N-(3-(1-(4-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)-[1,3]dioxolo[4,5- g]quinazoline-8-amine (121c)

Chất rắn màu vàng sáng. Nhiệt độ nóng chảy 3210C. Hiệu suất 70%.

IR (KBr) 3268, 2923, 1615, 1524, 1493, 1471, 1439, 1342, 1244, 1217, 1036, 911, 852 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.53 (1H, s, NH), 9.51

(1H, s), 8.51-8.46 (4H, m), 8.31-8.28 (2H, m), 8.05 (1H, s), 7.93 (1H, dd, J = 8 Hz,

J = 1.5 Hz), 7.66 (1H, d, J = 8 Hz), 7.52 (1H, t, J = 8 Hz), 7.20 (1H, s), 6.25 (2H, s, OCH2). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 156.9, 153.1, 152.0, 148.6, 147.7,

147.3, 140.2, 137.3, 131.6, 130.1, 129.5, 126.2, 123.1, 122.1, 120.5, 120.4, 118.9,

114.6, 104.7, 102.3, 98.9. ESI-MS (m/z) tìm thấy: 454.1228. Theo tính toán: C23H16N7O4: 454.1186 [M+H]+.

5-(4-(3-([1,3]Dioxolo[4,5-g]quinazoline-8-ylamino)phenyl)-1H-1,2,3-triazole-1-

yl)-2-(trifluoro-methyl)benzonitrile (121d)

Chất rắn màu vàng nhạt. Nhiệt độ nóng chảy 256-257oC. Hiệu suất 90%.

IR (KBr) 3282, 3132, 2238 (CN), 1615, 1580, 1529, 1493, 1470, 1439, 1386, 1315, 1271, 1242, 1217, 1183, 1135, 1030, 911, 845, 790, 688 cm-1. 1H-NMR

(DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.60 (1H, s, H-triazole), 9.53 (1H, s, NH), 8.59 (1H, s, H-

19), 8.54 (1H, d, J = 8.5 Hz, H-23), 8.49 (1H, s, H-2), 8.47 (2H, m, H-11, H-22),

8.14 (1H, s, H-5), 7.93 (1H, d, J = 8 Hz, H-15), 7.63 (1H, d, J = 7.5 Hz, H-13), 7.52 (1H, t, J = 8 Hz, H-14), 7.19 (1H, s, H-9), 6.25 (2H, s, OCH2). 13C-NMR (DMSO-

d6, 125 MHz) δ 156.9 (C-4), 153.0 (C-2), 152.4 (C-6), 148.6 (C-9a), 148.0 (C-16),

147.3 (C-8), 140.3 (C-10), 139.7 (C-18), 137.5 (C-22), 132.7 (q, J = 32.5 Hz, C-21),

129.8 (C-12), 129.2 (C-14), 123.7 (C-23), 122.2 (C-15), 120.4 (C-13), 120.2 (C-17),

118.9 (C-11), 1181 (C-19), 115.0 (C≡N), 110.2 (C-4a), 107.7 (C-20), 104.6 (C-9),

102.3 (C-7), 98.9 (C-5). HRMS Theo tính toán: C25H15F3N7O2: 502.1161 [M+H]+;

Tìm thấy: 502.1233.

2.4.3. Tổng hợp các hợp chất lai của N-(3-ethynylphenyl)-7,8-dihydro-

[1,4]dioxino[2,3-g]quinazoline-4-amine (119c)

N-(3-(1-(2-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)-7,8-dihydro [1,4] dioxino

[2,3-g] quinazoline-4-amine (122a)

Chất rắn màu vàng sáng. Hiệu suất: 80%. Nhiệt nóng chảy: 195oC.

IR (KBr) 3134, 1603, 1568, 1531, 1505, 1415, 1348, 1289, 1220, 1066, 901 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.67 (1H, br.s, NH), 9.17 (1H, s), 8.49 (2H,

s), 8.26 (1H, d, J = 8 Hz), 8.14 (1H, s), 8.02-7.97 (2H, m), 7.95 (1H, d, J = 8 Hz),

7.88 (1H, t, J = 8 Hz), 7.63 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.51 (1H, t, J = 8 Hz), 7.19 (1H, s), 4.42 (4H, d, J = 3.5 Hz, OCH2). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 156.7, 152.9,

149.2, 147.1, 145.7, 144.1, 143.7, 140.2, 134.5, 131.3, 130.1, 129.2, 129.1, 127.5,

125.6, 122.8, 122.1, 120.6, 118.9, 112.3, 110.0, 108.5, 64.5, 64.2. HRMS (ESI+) m/z tìm thấy: 468.1416. Theo tính toán: C24H18N7O4 [M+H]+ 468.1342.

N-(3-(1-(3-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)-7,8-dihydro [1,4] dioxino

[2,3-g] quinazoline-4-amine (122b)

Chất rắn màu vàng sáng. Nhiệt độ nóng chảy 295oC. Hiệu suất 84%.

IR (KBr) 3432, 1618, 1564, 1529, 1502, 1408, 1351, 1288, 1227, 1067, 1040, 900, 795 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.62 (1H, s, NH), 9.53 (1H,

s), 8.80 (1H, d, J = 2 Hz), 8.49-8.46 (3H, m), 8.34 (1H, dd, J = 1.5 Hz, J = 8 Hz),

8.14 (1H, s), 7.97 (1H, dd, J = 1.5 Hz, J = 8 Hz), 7.93 (1H, d, J = 8.5 Hz), 7.65 (1H,

d, J = 7.5 Hz), 7.51 (1H, t, J = 8 Hz), 7.19 (1H, s), 4.41 (4H, d, J = 3 Hz, OCH2).

13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 156.6, 153.0, 149.1, 148.6, 147.7, 146.1, 143.6,

140.2, 137.2, 131.6, 130.1, 129.2, 125.9, 123.1, 122.1, 120.5, 120.1, 118.9, 114.6,

112.5, 108.5, 64.5, 64.2. HRMS tìm thấy: 468.4461. Theo tính toán: C24H18N7O4: 468.1342 [M+H]+.

N-(3-(1-(4-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)-7,8-dihydro [1,4] dioxino

[2,3-g] quinazoline-4-amine (122c)

Chất rắn màu vàng nhạt. Nhiệt độ nóng chảy 278-279oC. Hiệu suất 73%.

IR (KBr) 1600, 1568, 1524, 1507, 1428, 1413, 1342, 1291, 1222, 1034, 900, 852 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.62 (1H, s, NH), 9.49 (1H, s), 8.50-

8.48 (4H, m), 8.29 (2H, d, J = 9 Hz), 8.14 (1H, s), 7.97 (1H, d, J = 8 Hz), 7.65 (1H, d, J = 8 Hz), 7.51 (1H, t, J = 8 Hz), 7.19 (1H, s), 4.42 (4H, d, J = 3 Hz, OCH2). 13C-

NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 156.6, 153.0, 149.1, 147.9, 146.7, 146.0, 143.6,

140.9, 140.2, 123.0, 129.2, 125.6, 122.1, 120.6, 120.5, 120.0, 118.9, 112.5, 110.0,

108.4, 64.5, 64.2. HRMS tìm thấy: 468.4470. Theo tính toán: C24H18N7O4: 468.1342 [M+H]+.

5-(4-(3-((7,8-Dihydro-[1,4]dioxino[2,3-g]quinazoline-4-yl)amino)phenyl)-1H-

1,2,3-triazole-1-yl)-2-(trifluoromethyl)benzonitrile (122d)

Chất rắn màu vàng sáng. Nhiệt độ nóng chảy 240oC. HIệu suất 90%.

IR (KBr) 3335, 2236, 1615, 1567, 1532, 1510, 1420, 1325, 1292, 1134, 1070, 902 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.61 (1H, s, NH), 9.58 (1H, s), 8.57 (1H,

s), 8.53-8.49 (3H, m), 8.43 (1H, d, J = 8.5 Hz), 8.13 (1H, s), 7.97 (1H, d, J = 8 Hz),

7.61 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.51 (1H, t, J = 8 Hz), 7.18 (1H, s), 4.14 (4H, d, J = 2 Hz, OCH2). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 156.6, 152.9, 149.0, 147.9, 146.1,

143.6, 140.2, 139.6, 137.4, 132.6 (q, J = 32.5 Hz, Cq-CF3), 129.8, 129.1, 123.6,

123.1, 122.1, 120.9, 120.4, 120.1, 118.8, 118.0, 114.9, 112.5, 108.4, 107.7, 64.5, 64.1. HRMS tìm thấy: 516.1391. Theo tính toán: C26H17F3N7O2: 516.1318 [M+H]+.

2.4.4. Tổng hợp các hợp chất lai của N-(3-ethynylphenyl)-8,9-dihydro-7H-

[1,4]dioxepino[2,3-g]quinazolin-4-amine (119d)

N-(3-(1-(2-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)-8,9-dihydro-7H-[1,4]

dioxepino[2,3-g]quinazoline-4-amine (123a)

Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 278oC. Hiệu suất 79%. IR (KBr) 2926, 1609, 1574, 1537, 1479, 1415, 1350, 1330, 1064, 991 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.81 (1H, s, NH), 9.17 (1H, s), 8.58 (1H, s), 8.48

(1H, s), 8.26 (1H, dd, J = 8 Hz, J = 1 Hz), 8.18 (1H, d, J = 9 Hz), 8.02-7.97 (2H,

m), 7.91 (1H, d, J = 8 Hz), 7.89 (1H, td, J = 8.5 Hz, J = 2 Hz), 7.65 (1H, d, J = 8

Hz), 7.51 (1H, t, J = 8 Hz), 7.26 (1H, d, J = 9 Hz), 4.36-4.31 (4H, m, OCH2), 2.24 (2H, t, J = 5.5 Hz, OCH2CH2CH2O). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 157.7,

154.3, 153.0, 147.2, 144.2, 140.1, 134.7, 131.5, 130.2, 129.4, 129.2, 127.6, 125.7,

122.9, 122.6, 121.1, 121.0, 119.4, 117.5, 70.8, 70.7, 30.9. HRMS tìm thấy: 482.1573. Theo tính toán: C25H20N7O4: 482.1499 [M+H]+.

N-(3-(1-(3-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazole-4-yl)phenyl)-8,9-dihydro-7H-

[1,4]dioxepino[2,3-g]quinazoline-4-amine (123b)

Chất rắn màu vàng sáng. Nhiệt độ nóng chảy 259oC. Hiệu suất 80%.

IR (KBr) 3088, 2957, 1615, 1569, 1530, 1477, 1407, 1351, 1328, 1264, 1049, 954 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.81 (1H, s, NH), 9.56 (1H, s),

8.82 (1H, t, J = 2 Hz), 8.58 (1H, s), 8.50 (1H, s), 8.49 (1H, s), 8.30 (1H, dd, J = 8

Hz, J = 1.5 Hz), 8.19 (1H, d, J = 9 Hz), 7.97-7.92 (2H, m), 7.68 (1H, d, J = 7.5 Hz),

7.53 (1H, t, J = 7.5 Hz), 7.27 (1H, d, J = 9 Hz), 4.37-4.31 (4H, m, OCH2), 2.25 (2H, t, J = 5.5 Hz, OCH2CH2CH2O). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) δ 157.5, 154.1, 56

152.8, 148.6, 147.7, 140.0, 137.2, 131.6, 130.1, 129.1, 125.9, 123.1, 122.4, 120.9,

120.8, 120.1, 119.2, 117.3, 114.6, 111.5, 70.6, 70.5, 30.7. ESI-MS (m/z) tìm thấy: 482.1527. Theo tính toán: C25H20N7O4: 482.1499 [M+H]+.

5-(4-(3-((8,9-Dihydro-7H-[1,4]dioxepino[2,3-g]quinazoline-4-yl)amino)phenyl)-

1H-1,2,3-triazole-1-yl)-2-(trifluoromethyl)benzonitrile (123c).

Chất màu vàng sáng. Hiệu suất: 90%. Nhiệt độ nóng chảy: 242oC.

IR (KBr) 2964, 2231, 1617, 1532, 1473, 1328, 1316, 1190, 1140, 1053, 1024, 993 cm-1. 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.81 (1H, s, NH), 9.62 (1H, s), 8.60-8.54

(3H, m), 8.48-8.46 (2H, m), 8.18 (1H, d, J = 9 Hz), 7.93 (1H, d, J = 8 Hz), 7.66

(1H, d, J = 8 Hz), 7.54 (1H, t, J = 8 Hz), 7.26 (1H, d, J = 9 Hz), 4.36-4.30 (4H, m, OCH2), 2.25 (2H, t, J = 5.5 Hz, OCH2CH2CH2O). 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz)

δ 157.5, 154.0, 152.8, 147.9, 144.9, 144.3, 140.0, 139.7, 137.6, 132.5, 129.8, 129.2,

123.7, 122.5, 120.9, 120.7, 120.2, 119.2, 118.1, 117.3, 115.0, 111.5, 107.8, 89.1,

70.6, 70.5, 30.7. HRMS (ESI+) m/z tìm thấy: 530.1548. Theo tính toán: C27H19F3N7O4 [M+H]+ 530.1474.

2.5. HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC DẪN XUẤT QUINAZOLINE

Các hợp chất tổng hợp được bao gồm erlotinib, các hợp chất lai của erlotinib,

các dẫn xuất quinazoline được thử hoạt tính gây độc tế bào trên các dòng tế bào ung

thư có nguồn gốc từ Bảo tàng giống chuẩn Hoa kỳ (ATCC) gồm: ung thư biểu mô biểu bì miệng KB (Human epidermic carcinoma; CCL-17TM), ung thư gan Hep-G2 (Hepatocellular carcinoma; HB - 8065TM) và ung thư phổi LU-1 (Human Lung

Carcinoma) bằng phương pháp MTT trên mô hình thử độ độc tế bào in vitro được

Viện Ung thư Quốc gia Hoa kỳ (NCI) xác nhận là phép thử độ độc tế bào chuẩn

nhằm sàng lọc, phát hiện các chất có khả năng kìm hãm sự phát triển hoặc diệt tế

bào ung thư ở điều kiện in vitro [86].

Các dòng tế bào ung thư nghiên cứu được nuôi cấy trong các môi trường

nuôi cấy phù hợp có bổ sung thêm 10% huyết thanh phôi bò (FBS) và các thành phần cần thiết khác ở điều kiện tiêu chuẩn (5% CO2; 370C; độ ẩm 98%; vô trùng

tuyệt đối). Tùy thuộc vào đặc tính của từng dòng tế bào khác nhau mà lựa chọn thời

gian cấy phù hợp. Quy trình thử độc tế bào: 200 l dung dịch tế bào được pha loãng ở nồng độ 3 x 105 tế bào/ml vào mỗi giếng (đĩa 96 giếng) trong môi trường RPMI

1640 cho các dòng tế bào Hep-G2, KB; môi trường DMEM cho LU-1. Mẫu thử

được xử lí với tế bào ở các nồng độ pha loãng khác nhau sao cho đạt đến nồng độ

cuối cùng là 128 g/ml; 32 g/ml; 8 g/ml; 2 g/ml và 0,5 g/ml. Ủ mẫu thử ở điều

kiện 37oC, 5% CO2, thời gian 3 ngày, giếng điều khiển gồm 200 l dung dịch tế bào 3x104 tế bào/ml, ủ 37oC, 5% CO2, thời gian 3 ngày. Sau đó thêm 50 l MTT (1 mg/ml) pha trong môi trường nuôi cấy không huyết thanh), ủ 370C, 4 giờ. Tiếp theo

loại bỏ môi trường, thêm 100 l DMSO lắc đều và đọc kết quả ở bước sóng 540 nm

trên máy spectrophotometter Genios TECAN. Phần trăm kìm hãm sự phát triển của

tế bào (Growth inhibition) IC50 được tính dựa trên kết quả số liệu phần trăm kìm

hãm sự phát triển của tế bào bằng phần mềm máy tính table curve. Kết quả thử hoạt

tính gây độc tế bào được thể hiện ở Bảng 3.5.

2.6. NGHIÊN CỨU DOCKING CÁC HỢP CHẤT TỔNG HỢP ĐƢỢC

Để chuẩn bị mô hình protein, chúng tôi thu thập và xử lý các cấu trúc tinh

thể tia X của EGFR từ ngân hàng dữ liệu Protein (Protein Data Bank)

(https://www.rcsb.org/): 1) EGFR hoạt hóa không đột biến mang mã 1M17 và

2ITX, 2) EGFR hoạt hóa mang đột biến L834R có mã 2ITV, và 3) EGFR không

hoạt hóa mang mã 4HJO và 1XKK.

Các hợp chất đã tổng hợp được xây dựng cấu trúc 3D sử dụng phần mềm

LigPrep-Schrodinger (https://www.schrodinger.com/ligprep).

Mô phỏng docking được thực hiện trên chương trình ICM-pro bản 3.8

(www.molsoft.com/icmpro).

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Như đã phân tích ở phần tổng quan, lớp chất quinazoline được biết đến như

là chất ức chế mạnh mẽ các thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGFR) của tyrosine

kinase [87], là phối tử cho các thụ thể benzodiazepine và GABA trong hệ thống

CNS [88,89] hoặc như chất kết dính DNA [90]. dẫn xuất Quinazoline đã cho thấy

hoạt tính sinh học đáng kể như kháng viêm, kháng sinh [91-93, 94], kháng virus

[95] và quan trọng nhất là khả năng chống lại các tế bào ung thư [96-100] giúp

chúng trở thành một dược phẩm quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các loại

thuốc chống ung thư mới. Các hợp chất tiêu biểu bao gồm gefitinib, erlotinib, và

lapatinib (Hình 1.1) đã được FDA chấp thuận và được áp dụng thành công trong

phòng khám để điều trị nhiều bệnh ung thư, chẳng hạn như ung thư phổi không phải

tế bào nhỏ [101,102], ung thư tuyến tụy [102] và ung thư vú [103]. Dựa trên tầm

quan trọng của các hợp chất này, sự tổng hợp các dẫn xuất quinazoline mới rất đang

rất được quan tâm nghiên cứu.