Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của Luận án Tiến sĩ Hóa học "Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin" là nghiên cứu tổng hợp các dãy hợp chất mới chứa khung artemisinin; Đánh giá hoạt tính kháng một số dòng tế bào ung thư của các chất tổng hợp được.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ TUẤN KIÊN TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC DẪN XUẤT MỚI CỦA ARTEMISININ Ngành: Hóa học Mã số: 9440112 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2021
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Trần Khắc Vũ 2. PGS.TS. Vũ Đình Hoàng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ………. tháng ……… năm …….. Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 1. Le Huy Binh, Nguyen Thi Thuy Van, Vu Tuan Kien, Nguyen Thi Thuy My, Luu Van Chinh, Nguyen Thi Nga, Tran Khac Vu. Synthesis and In Vitro Evaluation of New Triazole Derivatives Based on Artemisinin via Click Chemistry, Medicinal Chemistry Research.2016, 25, 738-750. 2. Vu Thi Ha, Vu Tuan Kien, Le Huy Binh, Vu Dinh Tien, Nguyen Thi Thuy My, Nguyen Hai Nam, Michael Baltas, Hyunggu Hahn, Byung Woo Han, Do Thi Thao, Tran Khac Vu. Design, synthesis and biological evaluation of novel hydroxamic acids bearing artemisinin skeleton. Bioorganic Chemistry, 2016, 66, 63- 71. 3. Vu Tuan Kien, Le Huy Binh, Phan Hai Phong, Doan Thi Hien, Nguyen Thi Thuy My, Nguyen Hai Nam, Do Thi Thao, Michael Baltas, Tran Khac Vu. Novel Artemisinin-Derived Dimers: Synthesis and Evaluation of Anticancer Activities. Letters in Drug Design & Discovery. 2017, 14, 102-111.
GIỚI THIỆU LUẬN ÁN Tính cấp thiết của luận án Ung thư là căn bệnh có tỷ lệ tử vong lớn chỉ sau bệnh về tim mạch. Mặc dù có rất nhiều tiến bộ trong chẩn đoán và điều trị, ung thư vẫn là căn bệnh gây nên 8 triệu ca tử vong mỗi năm, con số này tương đương với khoảng 15% số ca tử vong trên toàn thế giới. Mặc dù có nhiều tiến bộ trong các biện pháp trong điều trị ung thư như hóa trị, phẫu thuật và xạ trị. Các phương pháp này vẫn tồn tại những hạn chế. Theo dự báo của WHO, có khoảng 22 triệu người có thể phát triển ung thư hàng năm trong vòng hai thập kỷ tới và con số tử vong có thể lên 13 triệu ca mỗi năm. Vì vậy, việc nghiên cứu phát triển các thuốc trị hiệu quả, an toàn và chọn lọc luôn là đòi hỏi cấp bách. Artemisinin là một sesquiterpen lactone chiết xuất từ cây thanh hao hoa vàng Artemisia annua L. Artemisinin và một số dẫn xuất của nó như artemether, arteether và artesunat đã được sử dụng trên lâm sang điều trị sốt rét. Bên cạnh tác dụng chống sốt rét, nhiều hoạt tính mới của artemisinin và dẫn xuất của nó đã được phát hiện, đặc biệt là tác dụng kháng ung thư dựa trên nguyên lý tương tự tác dụng chống sốt rét thông qua gốc tự do tạo ra từ tương tác của cầu peroxit của artemisinin và sắt trong nhân hem. Nhằm tìm kiếm các hợp chất mới có tác dụng kháng u, đề tài luận văn đặt vấn đề ‘’Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của artemisinin’’ nhằm giải quyết mục tiêu sau đây. * Nghiên cứu tổng hợp các dãy hợp chất mới chứa khung artemisinin * Đánh giá hoạt tính kháng một số dòng tế bào ung thư của các chất tổng hợp được Những đóng góp mới của luận án 1. Đã tổng hợp được 19 hợp chất mới là các dẫn xuất triazole artemisisinin sử dụng phản ứng Click. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc với các dòng tế bào MCF-7, LU-1, HL- 60 và P388 cho thấy hầu hết các dẫn xuất triazole đều thể hiện hoạt tính gây độc với 3 dòng tế bào đã thử, trong đó hợp chất 61g thể tác dụng gây độc mạnh nhất với dòng tế bào HL-60 với giá trị IC50: 2,5 µM. 2. Đã tổng hợp 7 dẫn xuất C10-amino dimer artemisinin được tổng hợp và đánh giá tác dụng gây độc với 3 dòn tế bào ung thư: HepG2, MCF-7 và HL-60. Kết quả cho thấy chất 66d thể hiện hoạt tính gây độc với 3 dòng tế bào thử nghiệm với giá trị IC50 tương ứng 7,86; 7,46 and 2,04 µM. 3. Lần đầu tiên các dẫn xuất mới của artemisinin chứa nhóm axit hydroxamic được thiết kế, tổng hợp và đánh giá tác dụng ức chế enzym HDAC và tác dụng gây độc với 3 dòng tế bào HepG2, MCF-7 và HL-60. Kết quả đánh giá sinh học cho thấy hợp chất 67g thể hiện hoạt tính gây độc tiềm năng với các dòng tế bào đã thử với giá trị IC50 tương ứng: 5,5; 5,77 và 2,81 µM. Nghiên cứu docking với HDAC cho thấy, chất 67g thể hiện tác dụng ức chế HDAC. Nghiên cứu này cũng cho thấy hầu hết các dẫn chất của artemisinin chứa nhóm axit hydroxamic có xu hướng độc với dòng tế bào HL-60 hơn hai dòng HepG2 và MCF-7. Bố cục của luận án Luận án gồm 132 trang với 141 tài liệu tham khảo cập nhật đến năn 2020. Bố cục luận án gồm: Mở đầu. (1 trang); Chương 1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu (36 trang); Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu (7 trang); Chương 3. Thực nghiệm (38 trang); Chương 4. Kết quả và thảo luận (33 trang); Kết luận và kiến nghị (1 trang); Danh mục các công trình đã công bố của luận án (1 trang); Tài liệu tham khảo (14 trang). 1
NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN MỞ ĐẦU Phần này đề cập đến ý nghĩa khoa học, mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU Phần này trình bày tổng quan các nghiên cứu trong nước và quốc tế về Artemisinin và cây thanh hao hoa vàng. Một số phương pháp sản xuất, các dẫn xuất có hoạt tính của artemisinin. CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ DỤNG CỤ, PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1.Thiết bị, dụng cụ dùng trong tổng hợp - Máy khuấy từ gia nhiệt Heidolph MR Hei-Standard của Đức. - Máy cất quay chân không IKA RV 06.2 của Đức. - Bơm chân không Buchi Vac V-500 của Thuỵ Sỹ. - Bếp đun bình cầu Trung Quốc. - Dụng cụ thuỷ tinh: bình cầu 3 cổ các loại, sinh hàn, cột vigreux, phễu nhỏ giọt, phễu các loại, ống đong, cốc các loại, pipette... - Cân điện tử 10-3 Ohaus Explorer Pro EP613C (610g/1mg). - Cân kỹ thuật 10-2 Ohaus Explorer Pro EP4102C (4100g/0.01g). - Tủ hút khí độc Việt Nam - Các hoá chất dùng trong tổng hợp đều được mua từ hãng Merck-Đức, dung môi từ Trung Quốc được cất qua cột vigreux trước khi sử dụng. 2.2. Hóa chất dung trong thực nghiệm : Merck , Việt Nam, Trung Quốc 2.3.Các phương pháp sử dụng trong tổng hợp và tinh chế sản phẩm - Sắc ký bản mỏng (SKBM) được thực hiện trên các tấm bản mỏng đế nhôm tráng Silicagel 60 F254 của hãng Merck–Đức. Hiện màu bằng đèn soi UV Camag Viewing Box 3 ở bước sóng 254nm hoặc bằng bình phun thuốc thử H2SO4 10% và đốt nóng ở 100oC. - Sắc ký cột sử dụng silicagel có cỡ hạt 0.040-0.063µm của hãng Merck-Đức. - Các điểm nóng chảy được xác định bằng phương pháp mao quản hở trên thiết bị Electrothermal IA 9200 Shimazu. 2.4.Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR được đo trên máy BRUKER ADVANCE-500Mz của Đức tại Phòng phân tích cấu trúc, Viện Hoá học-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các điều kiện đo: tần số 500MHz với phổ 1H NMR và 125MHz với phổ 13C NMR, dung môi CD3OD, CDCl3 và DMSO-d6, chất chuẩn nội TMS. 2.5.Các phương pháp tổng hợp Sử dụng các phản ứng hữu cơ cơ bản để tổng hợp các chất trung gian và hợp chất đích như: phản ứng thế, cộng, phản ứng Click và nhiều xúc tác cơ bản và hiện đại. 2.6..Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 2.6.1 Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào 2.6.2. Phương pháp xác định tính độc tế bào ung thư (cytotoxic assay) 2.6.3. Phương pháp xác định khả năng ức chế enzyme histone deacetylases (HDAC) trên dòng tế bào MCF7 2.6.4.Phương pháp mô hình docking 2
CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM 3.1. Tổng hợp các dẫn xuất triazole của artemisinin Quy trình chung tổng hợp chất 57a,b 4-Aminobenzoic axit hoặc 3-aminobenzoic axit (5 g; 36,50 mmol) được hòa tan trong HCl 37% (15 mL) và nước (15 mL). Hỗn hợp được làm lạnh đến O oC. NaNO2 (3,02 g; 43,80 mmol; 1,2 eq) được bổ sung vào hỗn hợp trên, dung dịch phản ứng chuyển dần màu vàng, được khuấy thêm 2 giờ. NaN3 (4,75 g; 73 mmol; 2 eq) được bổ sung từ từ vào dung dịch phản ứng trên và hỗn hợp được khuấy thêm 2 giờ, sau đó để đến nhiệt độ phòng. Tinh thể thô được lọc, rửa với nước cất và kết tinh lại trong EtOH cho 57a (5,3 g, 89 %) và 57b (5,05 g; 85 %) được dùng luôn cho bước tiếp theo. Quy trình chung tổng hợp amit 58a–i và 59a–i Một hỗn hợp của 4-azidobenzoic acid (57a) hoặc 3-azidobenzoic acid (57b) (500 mg; 3,06 mmol), EDC (703 mg; 3,67 mmol; 1,2 eq), DMAP (186 mg; 1,53 mmol; 0,5 eq) trong CH2Cl2 (15 mL) được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 2 ngày. Phản ứng được theo dõi bằng TLC. Hỗn hợp phản ứng sau đó được pha loãng với CH2Cl2 (10 mL) và chiết lần lượt với H2O (3 × 15 mL), 5 % NaHCO3 (2 × 15 mL), 5 % HCl (2 × 15 mL) và rửa với H2O (2 × 10 mL). Pha hữu cơ được tách ra, làm khan bằng Na2SO4 và cô dung môi dưới áp suất giảm thu được 58a–i và 59a–i là các chất rắn được dùng luôn cho bước tiếp theo mà không cần tính chế gì thêm. Sơ đồ 15: Tổng hợp các chất trung gian 58a-i, 59a-i; i) NaNO2, HCl đặc, NaN3, 85–89 %; ii) EDC, DMAP, amines, CH2Cl2, nhiệt độ phòng, 2 ngày, 49–71 %. Tổng hợp chất trung gian 60 BF3.Et2O (5 giọt) trong CH2Cl2 (5 mL) được nhỏ từ vào dung dịch dihydroartemisinin (1,00 g; 3,54 mmol, 1 đương lượng) và propargyl ancol (794 mg; 14,2 mmol, 4 đương lượng) trong CH2Cl2 (10 mL) ở 0oC. Hỗn phản ứng được làm ấm đến 25 oC và khuấy ở nhiệt độ này trong 10 giờ. Hỗn hợp sản phẩm, sau khi pha loãng bằng CH2Cl2, được rửa liên tiếp bằng dung dịch nước NaHCO3 5%, nước và nước muối. Lớp hữu cơ được làm khan bằng 3
Na2SO4 và cô đặc dưới áp suất giảm cho cặn phản ứng. Tinh chế sản phẩm thô bằng sắc ký cột (0–20% EtOAc/Hex) thu được sản phẩm đồng phân β. (3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyl-10(prop-2-yn-1-yloxy)decahydro-12H-3,12 epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromene (60) Quy trình chung tổng hợp triazole 61a–i và 62a–i Một hỗn hợp của 60 (322 mg, 1 mmol) và các azide tương ứng 58a–i và 59a–i (1,2 eq) trong MeCN (10 mL) được khuấy ở nhiệt độ phòng trog 10 phút. Một lượng nhỏ xúc tác CuI được bổ sung vào và phản ứng được khuấy thêm 2-5 giờ. Hỗn hợp phản ứng sau đó được pha loãng với CH2Cl2 (15 mL) và chiết với H2O (2 × 10 mL). Pha hữu cơ được tách ra và làm khan bằng Na2SO4, bốc hơi dưới áp suất giảm. Các triazole 61a–i và 62a–i thu được bằng sắc ký cột silica gel hệ dung môi rửa giải CH2Cl2 : MeOH : Et3N. Sơ đồ 16: Tổng hợp các triazole sử dụng phản ứng Click i) propargyl alcohol, BF3Et2O, 2 ngày, 82 %; ii) CuI, MeCN, nhiệt độ phòng, 3–5 giờ, 49–66 %. Morpholino(4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12 epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (61a) N, N-Diethyl-4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl)benzamide (61b) 4
(4-Methylpiperazin-1-yl)(4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12 epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (61c) (4-Ethylpiperazin-1-yl)(4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)-methanone (61d) (4-Phenylpiperazin-1-yl)(4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (61e) Piperidin-1-yl(4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (61f) 5
(4-Methylpiperidin-1-yl)(4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (61g) (2-Methylpiperidin-1-yl)(4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (61h) Pyrrolidin-1-yl(4-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl)phenyl) methanone (61i) Morpholino(3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (62a) 6
N,N-Diethyl-3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl)benzamide (62b) (4-Methylpiperazin-1-yl)(3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (62c) (4-Ethylpiperazin-1-yl)(3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1 yl)phenyl)methanone (62d) (4-Phenylpiperazin-1-yl)(3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (62e) 7
Piperidin-1-yl(3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (62f) (4-Methylpiperidin-1-yl)(3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (62g) (2-Methylpiperidin-1-yl)(3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (62h) Pyrrolidin-1-yl(3-(4-((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1- yl)phenyl)methanone (62i) 8
Tổng hợp chất 63 Một hỗn hợp của 60 (350 mg, 1,08 mmol) và 4-azido-7-chloroquinoline (243 mg; 1,1 eq), L-ascorbic acid sodium (26 mg, 0,13 mmol) trong CH2Cl2 (10 mL) được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 10 phút. CuSO4.5H2O (20 mg; 0,066 mmol) sau đó được bổ sung vào và phản ứng được khuấy tiếp them 20 giờ ở nhiệt độ phòng. Hỗn hợp phản ứng sau đó được pha loãng với CH2Cl2 (15 mL) và chiết với H2O (2 × 10 mL). Pha hữu cơ được tách ra và làm khan bằng Na2SO4, bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm. Triazole 63 thu được bằng sắc ký cột sử dụng hệ dung môi CH2Cl2 : MeOH : Et3N (99 : 1 : 0,2). Sơ đồ 17. Tổng hợp chất 63: i) NaN3, DMF,60 oC, 2 giờ; 75 %; ii) sodium ascorbate, CuSO4.5H2O,CH2Cl2, nhiệt độ phòng, 20 giờ, 61 %. 7-Chloro-4-(4 ((((3R,6R,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)oxy)methyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl)quinoline (63) 9
3.2. Tổng hợp các dẫn xuất dime artemisinin Sơ đồ 18: Tổng hợp các chất trung gian 65a-g (i) (CH3)3SiCl, NaN3, KI, CH2Cl2, 0 oC, 2.5 giờ, 45%; (ii) Ph3P, THF/H2O (1 : 1), 65 oC, 8 giờ, 81%; (iii) succinic anhydride, glutaric anhydride, 3,3-dimethylglutaric anhydride, maleic anhydride, naphthalic anhydride, EDC.HCl, DMAP, CH2Cl2, nhiệt độ phòng, 12-15 giờ, 70- 86%; (iv) adipic acid monomethyl ester, suberic acid monomethyl ester, EDC.HCl, DMAP, CH2Cl2, rt, 12-15 giờ; (v) NaOH 0.2 N trong MeOH, CH2Cl2 : MeOH (9 : 1), 20 giờ, 74-80% (2 bước). 3.2.1. Tổng hợp chất trung gian 10β-aminoartemisinin (64) Một hỗn hợp của 10β-azidoartemisinin (1,90 g; 6,15 mmol, 1 eq); Ph3P (2,417 g; 9,20 mmol, 1.5 eq) trong THF (10 mL)và H2O (15 mL) được khuấy ở 65 oC trong 8 giờ. Phản ứng được kiểm tra bằng TLC với hệ dung môi triển khai CH2Cl2 : MeOH = 10 : 1. Hỗn hợp phản ứng sau đó được pha loãng với CH2Cl2 (15 mL) và chiết với H2O (2×10 mL). Pha hữu cơ được tách ra, làm khan bằng Na2SO4, cô bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm thu được cặn phản ứng, cặn được để trong tủ lạnh, rửa vài lần với hỗn hợp lạnh n-hexan : ethylacetate (10 : 1) để loại bỏ sản phẩm phụ Ph3PO. Sản phẩm 64 ở dạng chất dầu màu vàng (2,108 g; 81%), đủ tinh khiết để thực hiện phản ứng tiếp theo. 3.2.2. Quy trình chung tổng hợp chất 65a-e Một hỗn hợp của 64 (500mg; 1,78 mmol; 1 eq), các anhydride dicarboxylic tương ứng (1.2 eq), DMAP (4,47 mg; 0,89 mmol; 0,5 eq) trong CH2Cl2 (15 mL) được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 12 -15 giờ. Phản ứng được kiểm tra bằng TLC với hệ dung môi triển khai CH2Cl2 : MeOH = 20 : 1. Hỗn hợp phản ứng được pha loãng với CH2Cl2 (15mL) và chiết lần lượt với H2O, % HCl. Pha hữu cơ tách ra được làm khan với Na2SO4, bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm. Các hợp chất 64a-e thu được bằng sắc ký cột silica gel sử dụng hệ dung môi MeOH (9,5 : 0,5). 4-Oxo-4-(((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)amino)butanoic acid (65a) 10
5-Oxo-5-(((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)amino)pentanoic acid (65b) 3,3-Dimethyl-5-oxo-5-(((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)- 3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)amino)pentanoic acid (65c) (Z)-4-Oxo-4-(((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)amino)but-2-enoic acid (65d) 2-(((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)carbamoyl)benzoic acid (65e) 3.2.3. Tổng hợp chất 65f, g Một hỗn hợp của 10β-aminoartemisinin (64) (500 mg; 1,78mmol; 1 eq), mono methyl adipate hoặc suberic acid monomethyl ester (1,2 eq) và DMAP (104,47 mg; 0,89 mmol; 0,5 eq) trong CH2Cl2 (15 mL) được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 12 giờ. Kiểm tra phản ứng bằng TLC hệ dung môi CH2Cl2 : MeOH = 30:1). Hỗn hợp phản ứng được pha loãng với CH2Cl2 (15mL), chiết với H2O (2×10 mL). Pha hữu cơ được tách ra, làm khan với Na2SO4, cô dung môi dưới áp suất giảm. Cặn phản ứng sau đó được thủy phân trong hỗn hợp dung môi CH2Cl2 : MeOH = 9 : 1sử dụng NaOH 0.2N % trong EtOH) trong 20 giờ. 11
Hỗn hợp thủy phân sau đó được pha loãng bằng CH2Cl2 (15 mL) và chiết với H2O (2× 15 mL). Pha nước được gom lại, axit hóa đến pH = 3 bằng 0.2 N HCl, chiết với CH2Cl2 (3×15 mL). Pha hữu cơ được tách ra, làm khan bằng bằng Na2SO4. Chất 64f, g thu được bằng sắc ký cột silica gel sử dụng hệ dung môi CH2Cl2 : MeOH. 6-Oxo-6-(((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)amino)hexanoic acid (65f): 8-Oxo-8-(((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)amino)octanoic acid (65g): Quy trình chung tổng hợp 66a-g Một hỗn hợp của 10β-aminoartemisinin (250mg; 0,89 mmol, 1 eq) và axit tương ứng 65a-g (1,1eq), DMAP (22,4 mg; 0,445 mmol; 0,5 eq), EDC (217 mg; 1,1 eq) trong CH2Cl2 (15 mL) được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 20 giờ. Kiểm tra tiến trình phản ứng bằng TLC hệ dung môi triển khai (CH2Cl2: MeOH = 30:1). Hỗn hợp phản ứng sau đó được pha với CH2Cl2 (15 mL), chiết lần lượt với H2O, 5% HCl. Pha hữu cơ được tách ra, làm khan bằng Na2SO4. Bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm thu được các cặn phản ứng. Các sản phẩm 66a-g thu được nhờ sắc ký cột silica gel. Sơ đồ 19. Tổng hợp các dimer artemisinin 66a-g: (i) 7, EDC.HCl, DMAP, CH2Cl2, nhiệt độ phòng, 20 giờ, 68-76%. N1, N4-Bis ((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)succinamide (66a) 12
N1, N5-Bis ((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)glutaramide (66b) 3,3-Dimethyl-N1, N5-bis ((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)pentanediamide (66c) N1, N4-Bis ((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)maleamide (66d) N1, N2-Bis ((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)phthalamide (66e) 13
N1, N6-Bis ((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)adipamide(66f) N1,N8-Bis((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)-octanediamide (66g) 3.4. Tổng hợp các dẫn xuất artemisinin chứa nhóm axit hydroxamic (67a-g) Quy trình chung Một hỗn hợp của NH2O-THP (60 mg; 1eq; 0,51 mmol), 65a-g (1,0 eq), EDC.HCl (97,0 mg; 0,51 mmol; 1 eq), DMAP (30,5 mg; 0,25 mmol; 0,5 eq) trong CH2Cl2 (15 mL) được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 6 giờ. Kiểm tra tiến trình phản ứng bằng TLC hệ dung môi CH2Cl2: MeOH = 30 : 1. Phản ứng sau đó được pha loãng với CH2Cl2 (15 mL), chiết với H2O. Pha hữu cơ được tách ra, làm khan bằng Na2SO4, bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm thu được cặn tương ứng. Cặn sau đó được hòa trong EtOH (5 mL), làm lạnh bằng nước đá. Nhỏ vào hỗn hợp 2 giọt benzoylchloride và khuấy tiếp 3 giờ. Hỗn hợp phản ứng sau đó được pha loãng với H2O (10 mL), chiết với CH2Cl2 (2×15 mL). Pha hữu cơ được tách ra, làm khan với Na2SO4, bốc hơi dung môi dưới áp xuất giảm thu được cặn phản ứng. Cặn sau đó được tách bằng cột silica gel, hệ dung môi CH2Cl2 : MeOH (10:1) cho 67a-g. Sơ đồ 20. Tổng hợp các dẫn xuất artemisinin chứa nhóm hydroxamic axit: (i) (CH3)3SiCl, NaN3, KI, CH2Cl2, 0 C, 2.5 giờ, 45%; (ii) Ph3P, THF/H2O (1:1), 65 oC, 8 giờ, 81%; (iii) succinic anhydride, glutaric anhydride, 3,3-dimethylglutaric anhydride, maleic anhydride, 14
naphthalic anhydride, EDC.HCl, DMAP, CH2Cl2, nhiệt độ phòng, 12–15 giờ, 70–86%; (iv) adipic acid monomethyl ester, suberic acid monomethyl ester, EDC.HCl, DMAP, CH2Cl2, rt, 12-15 giờ; (v) NaOH 0.2 N trong MeOH, CH2Cl2 : MeOH (9 : 1), 20 giờ, 74-80% (2 bước); vi) O-(tetrahydro-2H-pyran-2-yl)hydroxylamine (H2N-O-THP), EDC.HCl, DMAP, CH2Cl2, 6 giờ; vii) EtOH, benzoylchloride (2 giọt), 3 giờ, 35–50% (hai bước). N1-hydroxy-N4-((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12aR)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)succinamid (67a). N1-hydroxy-N5-((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12Ar)-3,6,9- trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)glutaramide (67b). N1-hydroxy-3,3-dimethyl-N5-((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12Ar)- 3,6,9-trimethyldecahydro-3H- 3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)pentanediamide (67c). N1-hydroxy-N4-((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12Ar)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)maleamide (67d). N1-hydroxy-N2-((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12Ar)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)phthalamide (67e). 15
N1-hydroxy-N6-((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12Ar)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)adipamide (67f). N1-hydroxy-N8-((3R, 6R, 9R, 10S, 12R, 12Ar)-3,6,9-trimethyldecahydro-3H-3,12- epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromen-10-yl)octanediamide (67g). CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Tổng hợp các dẫn xuất triazole artemisinin 61a-l, 62a-l sử dụng phản ứng Click Phản ứng Click ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển thuốc. Sự hình thành 1,2,3-triazole từ azit và axetylen sử dụng đồng (I) làm xúc tác là con đường rất hữu ích để tạo ra một thư viện các hợp chất mới cho hoạt động sàng lọc hoạt tính sinh học. Trong nghiên cứu này, bằng việc sử dụng phản ứng Click, một loạt các dẫn xuất mới triazole của artemisinin được thiết kế và tổng hợp như ở sơ đồ 15 và 16. Các dẫn xuất triazole mới 61a-i và 62a-i được tổng hợp bằng cách sử dụng phản ứng Click (Sơ đồ 16). Trong nghiên cứu này, các khảo sát đã được thực hiện để tổng hợp các dẫn xuất triazole bằng cách sử dụng phản ứng cộng đóng vòng 1,3 Huisgen với xúc tác Cu (I) giữa các azit 58a-i, 59a-i và alkyne 60. Nói chung, phản ứng này được báo cáo là đơn giản, dễ thực hiện và là phương pháp hiệu quả để tổng hợp một thư viện dẫn xuất triazole cho các thử nghiệm sinh học [108, 111]. Phản ứng này thường không yêu cầu các điều kiện khắt khe và tiến hành ở nhiệt độ môi trường phòng, trong môi trường nước với nhiều loại đồng dung môi hữu cơ, bao gồm tert-butanol, etanol, DMSO, THF hoặc MeCN. Để tối ưu hóa phản ứng cộng đóng vòng 1,3 sử dụng đồng (I), các hợp chất đích ban đầu được tổng hợp bằng cách xử lý alkyne 60 và các azit khác nhau trong tert-butanol: H2O (1: 1), sử dụng CuSO4.5H2O và natri ascorbate làm hệ chất xúc tác. Tuy nhiên, phản ứng đã không xảy ra. Sau đó, phản ứng được thực hiện trong các đồng dung môi hữu cơ khác nhau, bao gồm CH2Cl2, THF, MeOH, MeCN và DMSO, nhưng tất cả đều không thành công. Cuối cùng, 16
các hợp chất triazole 61a-i và 62a-i được tổng hợp như trong sơ đồ 16, sử dụng CuI làm chất xúc tác trong MeCN ở nhiệt độ phòng trong 3-5 giờ cho một loạt các dẫn xuất 1,2,3- triazole artemisinin 61a-i và 62a-i. Trong hầu hết các trường hợp, các hợp chất mong muốn thu được với hiệu suất trung bình đến khá tốt sau khi sắc ký cột. Cấu trúc của các hợp chất đã được khẳng định bởi phổ IR, 1H, 13C-NMR và MS (Bảng 1). Bảng 1. Hiệu suất các chất triazole 61a – i và 62a – i Hiệu Hiệu TT Chất R1R2 TT Chất R1R2 suất suất %) (%) 1 61a 62 10 62a 49 2 61b 59 11 62b 48 3 61c 58 12 62c 51 4 61d 53 13 62d 62 5 61e 66 14 62e 57 6 61f 51 15 62f 60 7 61g 49 16 62g 59 8 61h 55 17 62h 63 9 61i 50 18 62i 55 Hợp chất 63 được tổng hợp như trong sơ đồ 17. 4,7-dichloroquinoline được cho phản ứng với NaN3 trong DMF [112] để cho chất trung gian 7-chloro4-azidoquinolin. Tiếp theo, chúng tôi đã khảo sát một số đồng dung môi để tổng hợp hợp chất 63 như trong trường hợp của triazole 61a-i và 62a-i, nhưng không thành công. Theo các nghiên cứu trước đó, CH2Cl2: H2O (1: 1) cùng với natri ascorbat và CuSO4.5H2O trong một số trường hợp thường được sử dụng như một hệ xúc tác để tổng hợp triazole [113]. Chúng tôi khảo sát và phát hiện thấy rằng phản ứng có thể tiến hành khi sử dụng CH2Cl2 và natri ascorbate và CuSO4. 5H2O như một hệ chất xúc tác để cho 63 với hiệu suất khá tốt (Sơ đồ 17). Cấu trúc của hợp chất lai 63 đã được khẳng định bởi các phổ IR, NMR và MS. 4.2. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất triazole artemisinin Bảng 2. Hoạt tính gây độc tế bào in vitro các dẫn xuất triazole IC50 (µM)/dòng tế bào TT Chất MCF-7 LU-1 HL-60 P388 1 61a >200 153.0 137.0 136.3 2 61b >200 175.9 169.6 148.9 3 61c 34.4 23.0 23.5 40.2 4 61d 36.2 28.6 24.2 63.6 5 61e 11.2 10.0 10.3 11.3 6 61f 37.8 24.3 22.0 28.6 7 61g 4.7 3.0 2.5 3.8 8 61h 10.0 8.5 10.1 11.4 17