KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014
77
TỔNG HỢP, CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC
CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT PLATIN(II) CHỨA PIPERIĐIN
VÀ AMIN KHÁC HOẶC ANETOL
Vũ Thị Thanh Hoa, Đặng Thế Anh,
Phan Toàn Thắng, Lớp K60C, Khoa Hóa học
GVHD: TS. Nguyễn Thị Thanh Chi
Tóm tắt: Đã tổng hợp được năm phức chất của Pt(II) là: K[PtCl3(C5H10NH)] (P0), cis-[PtCl2(C5-
H10NH)(C7H9ON)] (P1), cis-[PtCl2(C5H10NH)(C10H12O)] (P2), [PtCl(C5H10NH)( C9H6ON)] (P3),
[PtCl(C5H10NH)(C10H6O2N)] (P4), trong đó phức chất P4 chưa được mô tả trong các tài liệu.
Bằng phương pháp sắc kí bản mỏng, xác định hàm lượng nước kết tinh, hàm lượng platin, phổ ESI MS, IR, 1H
NMR, NOESY đặc biệt là tính toán lượng tử sử dụng phương pháp phiếm hàm mật độ và phương pháp
nhiễu xạ tia X đơn tinh thể đã xác định được cấu trúc của các phức chất tổng hợp được. Trong các
phức chất, piperiđin bị cố định ở cấu dạng ghế và phối trí với Pt(II) qua nguyên tử N bằng liên kết e,
o-anisinđin trong P1 phối trí với Pt(II) qua nguyên tử N của nhóm NH2, anetol phối trí với Pt(II) qua
liên kết C=Canken theo kiểu liên kết ba tâm, 8-hiđroxiquynolin và axit quynaldic đã bị đề hiđro hóa ở
nhóm OH và phối trí với Pt(II) qua nguyên tử N và O trong hai phức chất P3 và P4. Ở phức chất P1
và P2 o-anisinđin và anetol đều ở vị trí cis so với piperiđin, nguyên tử N của dị vòng quynolin ở vị trí
cis so với piperiđin trong phức chất P3, ở vị trí trans so với piperiđin trong phức chất P4.
Đã thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của bốn phức chất nghiên cứu P1 ÷ P4 trên bốn dòng tế bào
ung thư người là: Hep - G2, MCF-7, Fl, RD. Kết quả cho thấy, các phức chất tổng hợp được đều có
hoạt tính kháng tế bào ung thư trên 2 ÷ 3 dòng tế bào Hep - G2, Fl, RD với giá trị IC50 < 6,66
(
g/mL). Kết quả thử độc tế bào của phức chất P3, bước đầu cho thấy phức chất P3 có độc tính khá
thấp, thấp hơn 4 lần so với phức Cisplatin.
Từ khóa: piperiđin, phức platin(II), amin, olefin, hoạt tính sinh học
I. MỞ ĐẦU
Đến nay đã có ba thế hệ thuốc với hoạt chất là phức chất của platin đƣợc sử dụng rộng
rãi trong việc điều trị nhiều bệnh ung thƣ khác nhau ở ngƣời với tên thƣơng phẩm là Cisplatin,
Cacboplatin và Oxaliplatin, chúng đều thuộc loại phức cis-điamin của platin(II). Tuy nhiên, do
chúng có độc tính cao và chƣa đáp ứng đƣợc sự gia tăng của các thể loại ung thƣ khác nhau
nên việc nghiên cứu tìm ra các phức chất mới của platin(II) với hy vọng có hoạt tính kháng tế
bào ung thƣ cao, độc tính thấp vẫn đang thôi thúc các nhà khoa học [1, 2].
Ở Việt Nam, phức chất cis-điamin hỗn tạp của platin(II) đã đƣợc chú trọng nghiên
cứu từ những năm 2001. Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thƣ của nhiều phức chất
trong số chúng cho thấy một số phức chất chứa phối tử amin dị vòng nhƣ piperiđin,
quynolin có hoạt tính cao [3, 4]. Mặc dù, một số phức chất của Pt(II) chứa piperiđin và phối
tử khác nhƣ o-anisiđin, anetol (chiếm 80-90% tinh dầu hồi) đã đƣợc tổng hợp [3, 5] nhƣng cấu
trúc không gian và hoạt tính kháng tế bào ung thƣ cuả chúng chƣa đƣợc nghiên cứu. Đặc biệt
trong nghiên cứu [6] đã chỉ ra phức chất của Pt(II) chứa piperiđin và 8-hiđroxiquynolin có hoạt
tính kháng tế bào ung thƣ cao trên hai dòng tế bào Hep-G2 và RD. Vì vậy phức chất này đáng
đƣợc tiếp tục nghiên cứu độc tính bán trƣờng diễn trên động vật. Ngoài ra, do sự đa dạng của
KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014
78
các phối tử amin nên còn nhiều phức chất của Pt(II) chứa piperiđin và amin khác lại chƣa đƣợc
nghiên cứu. Do đó, chúng tôi lựa chọn đề tài “Tổng hợp, cấu trúc và hoạt tính sinh học của
một số phức chất platin(II) chứa piperiđin và amin khác hoặc anetol” với nhiệm vụ:
- Tổng hợp phức chất chìa khóa monopiperiđin K[Pt(piperiđin)Cl3] (monoPip)
- Tổng hợp một số phức chất của Pt(II) chứa piperiđin và amin khác hoặc anetol.
- Sử dụng các phƣơng pháp vật lí, hóa lí và hóa học để xác định thành phần, cấu trúc
của các phức chất.
- Thăm dò hoạt tính ức chế sự phát triển của tế bào ung thƣ của 1 số phức chất tổng
hợp đƣợc.
- Thử độc tế bào bán trƣờng diễn trên động vật của một trong các phức chất tổng
hợp đƣợc.
II. NỘI DUNG
1. Thực nghiệm
1.1. Tổng hợp các phức chất
Trong đó: Pip: Piperiđin, 8-OQ: 8-Oxiquynolin, o-Anz: o-Anisiđin,
HQA: Axitquynaldic, Ant: Anetol, QA: Quynaldat, 8-HOQ: 8-Hiđroxiquynolin
Hình 1. Sơ đồ tổng hợp các phức chất nghiên cứu
Các phức chất đƣợc coi là chất đầu là K2PtCl6, K2PtCl4 và phức chất P0 (monoPip)
K[Pt(Pip)Cl3] đƣợc tổng hợp theo tài liệu [6]. Trong đó hiệu suất tổng hợp P0: 40%.
Phức chất P1 † P3 đƣợc chúng tôi tổng hợp dựa theo phƣơng pháp mô tả trong tài
liệu [3, 5, 6].
Tổng hợp [PtCl(QA)(piperiđin)] (P4): Cho từ từ 5,0 mmL dung dịch chứa 1,0 mmol
HQA trong etanol vào 5,0 mL dung dịch P0 trong nƣớc. Khuấy hỗn hợp phản ứng ở nhiệt
KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014
79
độ phòng sau 1 giờ thấy tách ra kết tủa màu vàng, khuấy thêm 4 giờ. Lọc, tách lấy kết tủa,
rửa kết tủa bằng dung dịch HCl 0,1M, sau đó rửa lại nhiều lần bằng nƣớc ấm. Làm khô sơ
bộ sản phẩm trong bình hút ẩm, rồi sấy ở 50oC trong thời gian 4 giờ. Hiệu suất phản ứng:
80%. Công thức dự kiến [PtC15H17O2N2Cl], %Pt tính = 40%, tìm thấy 40,88%. %H2O tính =
0%, tìm thấy 0%. Rf = 0,76.
1.2. Phương tiện nghiên cứu
Sắc kí đƣợc thực hiện với bản mỏng Silufol-UV 254 của Czech, hiện vết bằng hơi
iot; hàm lƣợng nƣớc kết tinh và platin trong P4 đƣợc xác định bằng phƣơng pháp trọng
lƣợng tại Khoa Hóa học, Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội. Phổ ESI MS của các phức chất từ
P0 † P4 đƣợc đo trên máy 1100 Series LC-MSD-Trap-SL của hãng Agilent tại Trƣờng ĐH
Quốc gia Singapore.
Phổ IR của các phức chất P0 và P4 đƣợc ghi trên máy IMPAC-410-NICOLET
trong vùng 4000-400 cm-1, mẫu đo ở dạng viên nén với KBr. Phổ 1H NMR của các chất,
phổ NOESY của P1 và P2 đƣợc đo trên máy Brucker ADVANCE (500 MHz), chất chuẩn
là TMS, tại Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Nhiễu
xạ tia X đơn tinh thể của phức chất P4 đƣợc đo trên máy Bruker SMART 6000 ở 100K tại
trƣờng Đại học Leuven Vƣơng quốc Bỉ. Cấu trúc của phức chất P1 và P2 đƣợc tối ƣu hóa
bằng phƣơng pháp phiếm hàm mật độ với phiếm hàm CAM-B3LYP và bộ hàm cơ sở
LANL2DZ. Các tính toán này đƣợc thực hiện trên phần mềm Gausian 09 tại Trung tâm
Khoa học tính toán, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội.
Phức chất P1 † P4 đƣợc thử hoạt tính kháng các dòng tế bào ung thƣ gan Hep-G2,
ung thƣ mô liên kết KB, ung thƣ biểu mô vú MCF7 và ung thƣ tử cung Fl tại Phòng Sinh
học thực nghiệm -Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam. Độc tế bào của phức chất P3 đƣợc thử tại Trung tâm nghiên cứu ung
thƣ, Bộ môn sinh lí học, Học viện Quân y trên chuột bạch.
2. Kết quả và thảo luận
2.1. Tổng hợp các phức chất
Phức chất P0 đƣợc chúng tôi tổng hợp theo tài liệu [6].
Theo quy luật ảnh hƣởng trans khi cho phức chất P0 tác dụng với các amin hoặc
olefin sẽ thu đƣợc sản phẩm trong đó amin hoặc olefin ở vị trí cis so với piperiđin. Khi cho
P0 tác dụng với A là o-anisiđin và anetol chúng tôi thu đƣợc phức chất P1 và P2. Phản ứng
theo phƣơng trình (1).
Tuy nhiên khi cho 8 - hiđroxiquynolin và axit quynaldic tƣơng tác với phức chất P0
chúng tôi không thu đƣợc sản phẩm cis tƣơng tự nhƣ P1 và P2 mà thu đƣợc phức chất P3
KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014
80
và P4 ở đó 8 – hiđroxiquynolinvà axit quynaldic bị đề hiđro ở nhóm OH và phối trí với
Pt(II) qua cả nguyên tử N và O tức nó thể hiện dung lƣợng phối trí 2. Phản ứng của
8-hiđroxiquynolin và axit quynaldic với P0 xảy ra theo phƣơng trình (2) và (3).
Bảng 1. Điều kiện tổng hợp các phức chất
Phức
chất
Tỉ lệ mol
P0: phối tử
Nhiệt độ
(0C)
Thời gian
(giờ)
Dung môi phản ứng
(Tỉ lệ)
P1
1 : 1
35÷40
4 giờ
Etanol : nƣớc (1:1)
55%
P2
1: 1,5
35÷40
8 giờ
Etanol : nƣớc (1:1)
P3
1: 1
35÷40
5 giờ
Etanol : nƣớc (1:1)
P4
1: 1
35÷40
5 giờ
Etanol : nƣớc (1:1)
Bảng 2. Một số tính chất của các phức chất nghiên cứu
STT
Kí
hiệu
Màu sắc
Hình dạng
Rf
Tính tan
Nƣớc
etanol
axeton
clorofom
1
P0
Vàng
Lăng trụ
0,80
Ít
Tốt
Tốt
Ít
2
P1
Vàng
Kim
0,80
Không
Ít
Tốt
Tốt
3
P2
Vàng
Lăng trụ
0,85
Ít
Tốt
Tốt
Tốt
4
P3
Vàng đậm
Bột
0,73
Không
Tốt
Tan
Tốt
5
P4
Vàng cam
Khối
0,75
Không
tan
Tốt
Tốt
KỈ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013-2014
81
2.2. Xác định thành phần, cấu trúc các phức chất nghiên cứu
2.2.1. Xác định thành phần P0
Hình 2. Một phần phổ +MS và –MS của phức chất P0 đã được quy kết
Kết quả phân tích phổ IR và ESI MS của phức chất P0 cho thấy nó có cấu tạo tƣơng
tự [6]. Đồng thời trên phổ ESI MS có quy luật tạo oligome nM với n = 2 † 4.
2.2.2. Xác định thành phần, cấu trúc không gian của phức chất P1, P2
Bảng 3. Tín hiệu 1H NMR của các proton của piperiđin trong phức chất P1 và P2
Phức chất
(dung
môi)
NH
P1
(CD3OD)
3,04
ov
3,04 ov
1,62
ov
1,46
m
1,57 d
2Jae
12,5
1,35 m
2Jae3Jaa 12,5;
3Jae 3,5
4,55
P2
(CD3OD)
3,24
un
1,57 un; 2,94
m
2Jgem3Jae 13,5
1,49 d
2Jea 13
1,26
ov
1,24 ov
0,71 m
4,49
br
Bảng 4. Tín hiệu các proton của o-anisiđin và anetol trong phức chất P1 và P2
H3: 7,17 dd ; 4J 1 ; 3J 8,5
H5: 7,01 m
H7 : 4,05 s
H4: 7,60 d ; 3J 8
H6 : 7,24 m
NH : 6,73
H2, H6 : 7,65 d; 3J 8,5
H7: 3,81 s
H10: 1,76 d 3J 6,0
H3, H5: 7,01 d 3J 9,0
H8: 6,36 d; 3J 13,5; 2JPtH 74
H9: 5,01 m; 3J 13,5; 2JPtH 72
Phức chất P1, P2 đã đƣợc tác giả [3, 5] xác định cấu trúc bằng phƣơng pháp phổ IR
và 1H NMR. Tuy nhiên, tác giả mới chỉ dự đoán đƣợc hai phức chất này có cấu trúc cis [3,
5]. Do vậy, chúng tôi tiếp tục nghiên cứu cấu trúc không gian tinh tế của hai phức chất này