Tóm tắt 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

Chia sẻ: Lê Thị Hồng Nhung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu luận án: Nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp thuốc erlotinib hydrocloride. Nghiên cứu tổng hợp và xác định cấu trúc dẫn xuất quinazoline. 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. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt 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

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 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI – 2019 1
Công trình đƣợc hoàn thành tại Viện Hóa học- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt nam  Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến 2. TS. Đặng Thị Tuyết Anh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Số 18 - Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Vào hồi ... giờ …..ngày ... tháng ... năm 2019 2
A. GIỚI THIỆU VỀ LUẬN ÁN 1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án 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. 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. 2. 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. 1
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). 3. Điểm mới của luận án: a. Đã tổng hợp thành công erlotinib hidrocloride theo quy trình cải tiến mới. b. Tổng hợp được 23 dẫn xuất quinazoline mới trong đó 19 dẫn xuất lai chứa vòng triazole: * 4 dẫn xuất lai của erlotinib với các azide khác nhau qua cầu nối triazole * 4 dẫn xuất quinazoline -4- amin chứa nhóm crown ete ở vị trí C-6, C-7 theo con đường hoàn toàn mới. Các dẫn xuất này dùng để lai hóa với các azide có các hoạt tính khác qua cầu nối triazole bằng phản ứng click. * 15 hợp chất lai của các crown ether quinazoline với các azide qua cầu nối triazole c. Đã khẳng định được cấu trúc của các hợp chất lai mới từ kết quả phân tích dữ liệu phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân ( 1H-NMR và 13C- NMR, HMBC, HSQC) và phổ khối lượng (HRMS). d. Đã đánh giá hoạt tính của 19 dẫn xuất quinazoline mới 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) trong đó có 13 chất có khả năng gây độc tế bào ung thư khảo sát. Trong số đó có 8 chất thể hiện hoạt tính chống tế bào ung thư mạnh với giá trị IC50 có giá trị từ 2 đến 6 µM. e. Sử dụng mô phỏng protein docking để dự đoán hoạt tính hướng đích của các hợp chất 120d, 122a, 122b, 123c f. Đã tổng hợp được hợp chất 122a có hoạt tính ức chế mạnh nhất đối với cả ba dòng tế bào KB, Hep-G2 và Lu với giá trị IC50 tương ứng là 0,04 µM, 0,14 µM và 1,03 µM, tương ứng cao gấp 100 lần so với erlotinib. Hợp chất 123c có giá trị IC50 (1.49; 1.61; 1.81 µM) tương đương với chất chuẩn Ellipticine (IC50 lần lượt là 1.95; 2.72; 1.38 µM). 2
4. Bố cục của luận án: Luận án gồm 129 trang gồm: Mở đầu 2 trang. Chương 1: Tổng quan 31 trang Chương 2: Thực nghiệm 25 trang. Chương 3: Kết quả và thảo luận 57 trang. Phần tài liệu tham khảo có 122 tài liệu về lĩnh vực liên quan của luận án, được cập nhật đến năm 2018. Phần phụ lục gồm 62 trang gồm các loại phổ của các chất tổng hợp được. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Các chất được tổng hợp theo các phương pháp tổng hợp hữu cơ hiện đại đã biết, có cải tiến và vận dụng thích hợp vào các trường hợp cụ thể. Sản phẩm phản ứng được làm sạch bằng phương pháp sắc kí cột và kết tinh lại. Cấu trúc của sản phẩm được xác định bằng các phương pháp phổ hiện đại như: IR, HRMS, ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR, HMBC, HSQC, DEPT. Hoạt tính sinh học được thăm dò theo phương pháp của Mossman trên ba dòng tế bào ung thư KB, Hep-G2và Lu. Sử dụng mô phỏng protein docking để dự đoán hoạt tính hướng đích của các hợp chất tổng hợp được. B. NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Phần tổng quan của luận án trình bày các nội dung sau: - Các phương pháp tổng hợp quinazoline - Các phương pháp tổng hợp erlotinib - Hoạt tính chống ung thư của dẫn xuất quinazoline - Phản ứng click - Kỹ thuật protein docking 3
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM Thực nghiệm gồm 25 trang, trình bày chi tiết về các phương pháp nghiên cứu, quy trình tổng hợp, tinh chế, các tính chất vật lý của các sản phẩm nhận được như: điểm chảy, hình thái, màu sắc, hiệu suất phản ứng và dữ liệu chi tiết các phổ IR, HRMS, 1H-NMR, 13C-NMR, HMBC, HSQC, DEPT. CHƢƠNG 3: THẢO LUẬN KẾT QUẢ 3.1. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Luận án này tập trung nghiên cứu xây dựng quy trình tối ưu tổng hợp erlotinib hydrochloride (sơ đồ 3.1) nhằm đưa ra quy trình tổng hợp erlotinib hydrochloride có khả năng ứng dụng vào sản xuất ở Việt Nam, tổng hợp các dẫn xuất mới của quinazoline (sơ đồ 3.2) và các hợp chất lai giữa khung quinazoline với nhóm triazole (sơ đồ 3.3) để tìm kiếm các hợp chất mới có hoạt tính sinh học lý thú. Sơ đồ 3.1: Quy trình tổng hợp erlotinib hydrocloride (93) (a) BrCH2CH2OCH3, K2CO3, Bu4NHSO4, DMF, 110°C; (b) H2O, CH3OH, KOH, 30oC; (c) Urea, 210-220°C; (d) P2O5, xylene, đun hồi lưu; (e) HNO3, acid acetic băng, 0°C; (f) Na2S2O4, H2O, HCl; (g) DMF-DMA, acid acetic, toluen, 105°C; (h) 3-ethynylaniline, acid acetic, toluen, 60-110oC; (i) khí HCl, CH3OH, 15-20°C. 4
Sơ đồ 3.2: Tổng hợp các dẫn xuất quinazoline chứa nhóm crown ether ở vị trí C-6, C-7 Thuốc thử và các điều kiện: (a) NH2OH.HCl, NaOH, MeOH, H2O, khuấy, 30-60 phút, 95- 98%; (b) Ac2O, hồi lưu, 8-12 h, 90-95%; (c) Na2S2O4, H2O, 50-65oC, 3-4 h, 80-85%; (d) 1,2- dicloethan, hoặc 1,3-dibrompropan, K2CO3, Bu4NHSO4, acetone, hồi lưu, 10 h; (e) H2O, MeOH, KOH, 30oC, 4 h; (f) Urea, 150-160 °C, 5 h; (g) P2O5, xylene, hồi lưu, 5 h; (h) HNO3, acid acetic băng, 0°C, 2 h (i) DMF-DMA, acid acetic, toluene, hồi lưu, 4-6 h; (k) 3- etynylaniline, acid acetic, toluene, 60oC-110oC, 4-6 h, 50-63%. Sơ đồ 3.3: Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất quinazoline 119a-d với các azide qua cầu nối triazole. Thuốc thử và điều kiện: 1 equiv 4-anilinoquinazoline 119a-d, 1,1 azide equiv, 12 equiv DIPEA, 0,2 equiv CuI, THF, khuấy, 1-2 ngày, 70-90%. 5
3.2. TỔNG HỢP ERLOTINIB HYDROCLORIDE Từ các phương pháp tổng hợp erlotinib hydrochloride được đề cập trong tài liệu tham khảo như mô tả trong các sơ đồ 1.15-1.23 và các kết quả nghiên cứu bước đầu của nhóm tác giả, nhận thấy mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm nhất định. Hai khó khăn lớn nhất của các phương pháp là khử hóa nhóm nitro thành nhóm amin và phản ứng tổng hợp chất trung gian 4-chloroquinazoline. Để lựa chọn con đường tổng hợp thuốc này phù hợp với điều kiện ở Việt Nam, chúng tôi đã nghiên cứu kỹ các ưu và nhược điểm của từng phương pháp kết hợp với những nghiên cứu bước đầu, chúng tôi lựa chọn phương pháp phù hợp để nghiên cứu, cải tiến tổng hợp erlotinib hydrochloride như trong sơ đồ 3.1. Sản phẩm 93 được xác định cấu trúc bằng các phương pháp phổ hiện đại 1H-NMR, 13C-NMR. 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). 13 C-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. 3.3. TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA ERLOTINB- TRIAZOLE Việc tổng hợp các hợp chất có cấu trúc lai giữa hai hoặc nhiều các chất có hoạt tính sinh học với nhau cũng là vấn đề hết sức lý thú và mới mẻ, hiện nay được nhiều nhà khoa học quan tâm. Tổng hợp một hợp chất lai từ hai hợp chất có hoạt tính chống ung thư, đặc biệt là các chất hoạt động theo cơ chế tác dụng khác nhau có thể làm tăng hoạt tính hoặc cải thiện những 6
nhược điểm của các hợp chất ban đầu. Mặt khác, các hợp chất có cấu trúc lai khi đưa vào cơ thể sẽ được thủy phân dần dần nhờ những enzym trong cơ thể tạo ra các chất ban đầu, do vậy giảm hiệu ứng phụ và tăng hiệu quả do có thời gian bán hủy dài. Để tìm kiếm và mở rộng những hoạt tính mới lý thú của các dẫn xuất erlotinib, chúng tôi đã nghiên cứu tổng hợp các hợp chất lai của erlotinib với các azide qua cầu nối triazole bằng phản ứng click. Kết quả thu được 4 dẫn xuất mới là 105a-d. HN HN N N H3C H3C O N N O N N O N O N NO2 O2 N O O H3C O N H3C O N 105b 105a 1210C, 83% 1240C, 75% CN HN CF 3 N HN NO2 H3C O N N N H3C O N N O N O N O O H3C O N H3C O N 105c 105d 1020C, 86% 1400C, 90% Hình 3.19: Cấu trúc hóa học và một số đặc trƣng vật lý của các hợp chất 105a-d Cấu trúc dự kiến của các hợp chất lai 105a-d được khẳng định bằng các dữ kiện phổ IR, MS, 1H-NMR và 13C-NMR của chúng. 6,7-Bis(2-methoxyethoxy)-N-(3-(1-(3-nitro-phenyl)-1H-1,2,3-triazol-4- yl)phenyl) quinazoline-4-amine 109b HN N H3C O N N O N NO 2 O H3C O N Chất rắn không màu. Nhiệt nóng chảy 121oC. Hiệu suất 83%. 7
IR (KBr) cm-1: 2930, 1623, 1583, 1535, 1507, 1442, 1350, 1238, 1034, 928. 1 H-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). 13 C-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. LC-MS/MS (m/z) Theo tính toán: C28H28N7O6: 558.2023 [M+H]+, Tìm thấy: 558.2061. 3.4. TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI CỦA DẪN XUẤT QUINAZOLINE CHỨA NHÓM CROWN ETHER Ở VỊ TRÍ C-6, C-7. Những nghiên cứu về mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học (SAR) của các chất ức chế EGFR cho thấy rằng bộ khung 4- anilinoquinazoline rất quan trọng đối với hoạt động ức chế EGFR, và các nhóm thế tại vị trí C-6 và C-7 chủ yếu đóng góp vào tính chất hóa lý của chúng với khả năng tương thích tốt với các nhánh cồng kềnh [15,16,104,105]. Với những lợi thế này, trong những năm gần đây, nhiều dẫn xuất 4-anilinoquinazoline đã được thiết kế và tổng hợp liên tiếp. Trong số đó, các chất tương tự anilinoquinazoline được kết hợp với các chất ức chế men tyfin EGFR mới [17,106,107]. SAR cho thấy rằng các dị vòng có chứa oxy có kích thước vòng cao hơn 12 thành viên là các anilinoquinazoline hợp nhất, và nhóm thế được ưu tiên trên 4-anilino là một halogen như clo, brôm, hoặc nhóm phenyl ở vị trí meta [17,107]. Một số trong số chúng được chứng minh là hoạt động trong xét nghiệm phosphoryl hóa nội bào EGFR qua trung gian trong tế bào khối u của con người A431 [17] trong khi một loại khác cho thấy có hoạt tính rất mạnh chống phân ly bởi sự ức chế của cả hai thụ 8
thể tyrosine kinase bao gồm EGFR, VEGFR, PDGFR, và nonreceptor TKs bao gồm C-Src và Abl kinase với hoạt tính ức chế cao hơn chống lại EGFR [107]. Theo kết quả được đề cập ở trên, và xuất phát từ erlotinib, chúng tôi đã nghĩ ra và tổng hợp serie của các quinazoline hợp nhất vòng dioxygenated chứa nhóm ethynyl ở vị trí meta của aniline không có vòng, với mục đích thu thập các tác nhân hiển thị các hoạt động chống ung thư mạnh hơn. Trong nghiên cứu này, sự tổng hợp các crown ether quinazoline 119a-d qua 5-6 bước bằng hai con đường khác nhau. Một là từ các benzaldehyd khác nhau, hai là từ acid 3,4-dihidroxy benzoic 106 như mô tả trong sơ đồ 3.14. Các phản ứng tổng hợp các dẫn xuất quinazoline theo sơ đồ 3.2 Kết quả thu được 4 dẫn xuất quinazoline chứa nhóm crown ether ở vị trí C-6, C-7 Hình 3.26: Cấu trúc của 4 hợp chất 4-aminoquinazoline chứa nhóm crown ether ở vị trí C-6, C-7 119a-d. Cấu trúc của các hợp chất 119a-d được xác định đơn giản dựa trên phân tích dữ liệu phổ, bao gồm IR và 1H-NMR, HRMS. 9
3.5. TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT LAI QUINAZOLINE-TRIAZOLE Sau khi có được các 4-anilinoquinazoline chúng tôi tiến hành tổng hợp các hợp chất lai của chúng với các azide khác nhau qua cầu nối triazole. Kết quả thu được một loạt các dẫn xuất lai mới với ba hợp phần. Hợp phần 4- anilinoquinazoline coi như phần khung, vòng triazole và hợp phần aryl gắn với các nhóm thế thay đổi. Hầu hết các chất ức chế men EGFR-tyrosine kinase đều có cùng một bộ 4-anilinoquinazoline, chỉ có các nhóm thế và các chuỗi bên biến đổi. Do đó, sự thay thế nhóm axetylen ở vị trí C-3 của vòng phenyl trong phân tử quinazoline ban đầu bởi một hạt nhân triazole bằng một liên kết đơn có thể làm cứng cấu trúc của phân tử tạo thành. Do đó làm tăng liên kết hydro giữa vòng triazole và xương sống peptide của các thụ thể EGFR từ đó cải thiện các hoạt động ức chế của các hợp chất lai thu được. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng xem xét ảnh hưởng của các nhóm thế triazolyl đến chức năng hoạt hóa sinh học của chất, đặc biệt là hai nhóm nitro- và trifluoromethylphenyltriazole. Do đặc tính hóa học và vật lý của nitơ và flo mà sự có mặt của một trong hai nhóm nguyên tử như NO2 và CF3 trong phân tử có thể làm tăng hoạt tính dược học có lợi cho các phân tử thu được. Do đó các nhà hóa học hữu cơ và dược phẩm ngày càng quan tâm đến thiết kế tổng hợp các khung chứa hai loại nhóm chức NO2 và CF3. Với những lí do đó, chúng tôi tiếp tục sử dụng phản ứng click với xúc tác đồng (I) gắn kết các alkyne trung gian quan trọng 119a-d với nitrophenyl- và trifluoromethylphenylazide tạo ra các hợp chất lai triazole thay thế 4- anilinoquinazoline-mục tiêu 120-123a-d với hiệu suất 70-90% (sơ đồ 3.3). Cấu trúc của các hợp chất lai 120-123a-d được xác định bằng quang phổ 1H- NMR, 13C-NMR và MS (ESI) của chúng. Đáng chú ý, phổ 1H-NMR của các hợp chất lai cho thấy một pic singlet tại 9,17-9,65 ppm tương ứng với 10
triazolyl proton, trong khi phổ 13C-NMR cho thấy các đỉnh ở 120-123 ppm và 147-149 ppm tương ứng với đặc tính CH và Cq của vòng triazole. Phản ứng tổng hợp các hợp chất lai theo sơ đồ 3.3 Kết quả thu được 4 dãy các hợp chất lai của các hợp chất 119a-d 3.5.1. Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất 119a Các hợp chất lai dãy 120a-d đều là các tinh thể không màu có điểm chảy từ 186-267oC. Hiệu suất tổng hợp 72%-90%. 120a, 212oC, 87% 120b, 242-243oC, 87%. 120c, 267oC. 72% 120d, 186oC, 90% Hình 3.32: Cấu trúc hóa học và đặc trƣng vật lí của các hợp chất lai 120a-d Cấu trúc của hợp chất 120a được chứng minh bằng các phổ IR, NMR. N-(3-(1-(2-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)phenyl)quinazolin-4-amine (120a) 11
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) Theo tính toán: C22H16N7O2: 410.1287 [M+H]+; Tìm thấy: 410.3196. Cấu trúc của các chất 120b-d được chứng minh tương tự của hợp chất 120a bằng các phổ IR, NMR, MS. 3.5.2. Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất 119b 121a 121b 121c 121d Cấu trúc các hợp chất lai của chất 119b Cấu trúc của hợp chất lai 121d được chứng minh bằng các phổ IR, NMR, HSQC, HMBC, DEPT, MS. 12
5-(4-(3-([1,3]Dioxolo[4,5-g]quinazolin-8-ylamino)phenyl)-1H-1,2,3- triazol-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). 13 C-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. Cấu trúc của các chất 121a-c được chứng minh tương tự chất 121d bằng các phổ IR, NMR, MS. 3.5.3 Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất 119c Kết quả tổng hợp các hợp chất lai của hợp chất 119c thu được 4 hợp chất lai 122a-d Cấu trúc của hợp chất 122a được chứng minh bằng các phổ IR, NMR, HSQC, HMBC, DEPT, MS. 13
N-(3-(1-(2-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)phenyl)-7,8-dihydro [1,4] dioxino [2,3-g] quinazolin-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 theo tính toán: C24H18N7O4 [M+H]+ 468.1342, thực tế: 468.1416. Cấu trúc của các hợp chất còn lại được chứng minh bằng các phổ IR, NMR, MS. 3.5.4 Tổng hợp các hợp chất lai của dẫn xuất 119d Cấu trúc của các hợp chất dãy 123a-c được chứng minh bằng các phổ IR, NMR, MS. N-(3-(1-(2-nitrophenyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)phenyl)-8,9-dihydro-7H- [1,4] dioxepino[2,3-g]quinazolin-4-amine (123a) Chất rắn không màu. Nhiệt độ nóng chảy 278oC. Hiệu suất 79%. 14
IR (KBr) 2926, 1609, 1574, 1537, 1479, 1415, 1350, 1330, 1064, 991 cm . H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz) δ 9.81 (1H, s, NH), 9.17 (1H, s), -1 1 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). 13 C-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 theo tính toán: C25H20N7O4: 482.1499 [M+H]+; Tìm thấy: 482.1573. 3.6. KHẢO SÁT HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT QUINAZOLINE, QUINAZOLINE-TRIAZOLE 3.6.1. Kết quả thử hoạt tính độc tế bào Quá trình khảo sát hoạt tính gây độc tế bào được thực hiện tại phòng Hóa sinh ứng dụng của viện Hóa học. Các hợp chất sau tổng hợp được đánh giá hoạt tính gây độc tế bào với 3 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). Chúng tôi sử dụng Erlotinib, erlotinib hydrochloride (nguyên liệu bào chế thuốc chữa ung thư phổi không phải tế bào nhỏ) và ellipticine làm chất đối chứng dương tính. Các kết quả thử hoạt tính được trình bày trong Bảng 3.5. Như thể hiện trong Bảng 3.5, nói chung, các hợp chất tổng hợp được đều thể hiện các tác dụng ức chế độc tế bào tốt trong hầu hết các trường hợp và có hoạt tính ức chế cao hơn so với các thuốc tham chiếu erlotinib và erlotinib hydrochloride. 15
Bảng 3.5: Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất tổng hợp đƣợc IC50 Hợp IC50 IC50 (Lu), TT R1,R2 R (HepG2), chất (KB), µM µM µM 1 - 119a 5.46 4.16 4.16 2 2-NO2 120a 5.50 4.64 4.76 3 H 3-NO2 120b 104.20 286.75 259.74 4 4-NO2 120c 5.47 8.11 9.16 5 3-CN-4-CF3 120d 1.46 1.86 4.50 6 - 119b 75.60 26.17 64.88 7 2-NO2 121a 193.33 207.01 216.84 8 -OCH2O- 3-NO2 121b 6.35 6.88 6.66 9 4-NO2 121c 30.10 11.29 44.48 10 3-CN-4-CF3 121d 4.59 6.10 27.46 11 - 119c 2.60 2.84 3.36 12 2-NO2 122a 0.04 0.14 1.03 13 -O(CH2)2O- 3-NO2 122b 3.51 0.88 5.67 14 4-NO2 122c 79.09 230.02 54.77 15 3-CN-4-CF3 122d 0.27 6.09 4.44 16 - 119d 54.83 69.89 80.67 17 2-NO2 123a 20.44 43.35 14.75 -O(CH2)3O- 18 3-NO2 123b 53.17 76.81 230.40 19 3-CN-4-CF3 123c 1.49 1.61 1.81 20 Erlotinib 13.01 25.01 99.76 21 Erlotinib.HCl 49.62 14.17 31.15 22 Ellipticine 1.95 2.72 1.38 Sự thay thế bởi các dị vòng oxy khác nhau trên các vị trí 6 và 7 của bộ khung quinazoline đã ảnh hưởng đến sự ức chế độc tế bào khác nhau. Kết quả hoạt tính cho thấy hợp chất 119a và dẫn xuất dioxin 119c rõ ràng có hoạt tính độc tế bào mạnh hơn các dẫn xuất dioxolan và dioxepine 119b, 119d. Hiệu quả của những thay thế không thuận lợi này có thể là kết quả của sự cản trở vô trùng. Đặc biệt hơn nữa, các hợp chất 119a và 119c được tìm 16
thấy là chất ức chế độc tế bào chống lại cả ba dòng tế bào ung thư mạnh hơn erlotinib và erlotinib hydrochloride với IC50 có giá trị từ 2 đến 6 µM. Bằng phản ứng click tạo cầu nối triazole liên kết hai hợp phần crown ether quinazoline 119 với các azide đã tạo ra dãy các hợp chất lai 120-123 có hoạt tính độc tế bào tăng lên đáng kể. So sánh với dược điển và các thuốc tham chiếu có tác động độc tế bào với giá trị giá trị IC50 từ 2 đến 100 µM thì các hợp chất lai tổng hợp được 120a, c, d, 121b, d, 122a, b , d và 123c có tác động mạnh hơn khá nhiều (với giá trị IC50 dao động từ 0.04 µM đến 25 µM). Kết quả này cho thấy đây là một con đường tổng hợp các hợp chất đầy hứa hẹn trong hoạt động chống lại các dòng tế bào ung thư này. Điều tra sơ bộ về các mối quan hệ cấu trúc hoạt động (SAR) của các hợp chất lai tổng hợp 120-123 đã cho thấy bản chất của các vòng dị thế oxy và nhóm aryl liên kết với vòng triazole đã ảnh hưởng đến hoạt tính độc tế bào đáng kể. Ví dụ, kết quả cho thấy hoạt tính độc tế bào của dioxan thay thế tương tự 122a-d mạnh hơn so với dioxolane tương ứng, dioxepine, và các chất tương tự không có biến dị oxy thế (IC50: 122a> 120a> 123a> 121a, 122b> 121b> 123b> 120b, 122d> 123c ≈ 120d> 121d). Đặc biệt, hợp chất 122a cho thấy hoạt tính ức chế mạnh nhất đối với cả ba dòng tế bào KB, HepG2 và Lu với giá trị IC50 tương ứng là 0,04 µM, 0,14 µM và 1,03 µM, tương ứng cao gấp 100 lần so với erlotinib. Sự có mặt của một nhóm rút điện tử mạnh như NO2, và CF3 của aryl liên kết với triazole có thể cải thiện đáng kể các hoạt động tế bào. Kết quả cho thấy khi thế vào một nhóm trifluoromethyl của aryl dường như tốt hơn so với một nhóm nitro (IC50: 120d> 120a> 120c> 120d, 121d> 121b> 121c> 121b, 123c> 123a> 123b). Ngoài ra, những vị trí thế của các nhóm thế trong aryl dường như cũng ảnh hưởng đến hoạt tính độc tế bào của chất. Trên thực tế, với cùng một nhóm thế nitro, sự thay thế tại vị trí orto tốt hơn ở vị trí meta hoặc para trong hầu hết các trường hợp. 17
3.6.2. Nghiên cứu docking các hợp chất đã tổng hợp đƣợc trên thụ thể EGFR Các hợp chất mới được thiết kế và tổng hợp dựa trên khung cấu trúc các hợp chất quinazoline tiêu biểu, đặc biệt là erlotinib. Trong số các hợp chất đó tìm thấy các hợp chất 120d, 122a, 122b, 123c có hoạt tính gây độc tế bào rất tốt, đặc biệt là hợp chất 122a cho thấy hoạt tính ức chế mạnh nhất đối với cả ba dòng tế bào KB, Hep-G2 và Lu với giá trị IC50 tương ứng là 0,04 µM, 0,14 µM và 1,03 µM, tương ứng cao gấp 100 lần so với erlotinib. Phương pháp mô phỏng protein docking được sử dụng. Protein docking là kỹ thuật mô hình hóa nhằm dự đoán vị trí và cấu trúc thuận lợi mà phân tử chất đó có thể gắn kết trên các đích tác dụng của nó, thường là phân tử protein. Do erlotinib có khả năng ức chế EGFR không hoạt hóa và EGFR-TKD đột biến trong tế bào ung thư phổi không phải tế bào nhỏ (non- small-cell lung cancer, NSCLC) chúng tôi hướng đến nghiên cứu tương tác giữa 120d, 122a, 122b, 123c với các kiểu hình (phenotype) khác nhau của hệ EGFR. 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 PDB (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 120d, 122a, 122b, 123c 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). Kết quả docking cho thấy cả 4 hợp chất 120d, 122a, 122b, 123c đều có tương tác tốt với EGFR cả ở dạng hoạt hóa (đột biến hay không đột biến) và không hoạt hóa hình 3.47 Do đặc tính thân dầu của trung tâm hoạt động 18