Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính chống ung thư của các hợp chất indenoisoquinolin

A-GIỚI THIỆU LUẬN ÁN 1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án Indenisoquinolin là lớp chất có hoạt tính gây độc tế bào ung thư theo cơ chế ức chế topoisomerase I, một số dẫn xuất như Indotecan (5) và Indimitecan (6) đã được đưa vào nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn II cho thấy: các hợp chất này có hoạt tính cao hơn so với thuốc chống ung thư hệ camptothecin, không gây hiệu ứng phụ, đặc biệt bền và không bị thủy phân vì không có vòng lacton [11,12,15,22,33] nên trong thời gian gần đây có rất nhiều công trình nghiên cứu về lớp chất này [10,18,19,27]. Những nghiên cứu gần đây về lớp chất indenoisoquinolin đã chỉ ra rằng nhóm thế ở vòng B tại vị trí nguyên tử Nitơ (N-6) là các nhóm aminopropyl, morpholinopropyl, imdazolopropyl cho khả năng gây độc tế bào rất tốt, trong đó có 2 thuốc đang được thử nghiệm lâm sàng giai đoạn II là Indotecan (5) và Indimitecan (6) [6,8,15,22,42]. Bên cạnh đó các chất chứa hợp phần của aminopropanol cũng được biết đến là các lớp chất cho nhiều hoạt tính sinh học lí thú như hoạt tính chống ung thư, chống sốt rét, kháng khuẩn, kháng nấm [74-77]. Trên cơ sở đó, luận án đã thiết kế tổng hợp các indenoisoquinolin mới có nhóm thế khác nhau ở vòng B khi đưa thêm nhóm hydroxyl vào vị trí thứ 2 của mạch nối propyl còn vị trí thứ 3 là các dị vòng với hy vọng sẽ làm tăng khả năng gây độc tế bào ung thư. Đồng thời luận án cũng thiết kế tổng hợp các indenoisoquinolin mới chứa nhóm thế giàu điện tử ở vòng B, với ý tưởng làm tăng khả năng gây độc tế bào ung thư thông qua các liên kết yếu của indenoisoquinolin với DNA và Top1 tại vị trí phân cắt của topoisomerase I [22,28,42-45,68]. Các indenoisoquinolin mục tiêu tổng hợp 2. Đối tượng và nhiệm vụ của luận án 2.1. Đối tượng nghiên cứu của luận án Tổng hợp các indenoisoquinolin mới chứa nhóm thế giàu điện tử ở vòng B, với ý tưởng làm tăng khả năng gây độc tế bào ung thư thông qua các liên kết yếu của indenoisoquinolin với DNA và Top1 tại vị trí phân cắt của topoisomerase I. 1 Tổng hợp các indenoisoquinolin mới có nhóm thế khác nhau ở vòng B khi đưa thêm nhóm hydroxyl vào vị trí thứ 2 của mạch nối propyl còn vị trí thứ 3 là các nhóm thế chứa dị tố N, O, S với hy vọng sẽ làm tăng khả năng gây độc tế bào ung thư. Đánh giá hoạt tính chống ung thư của các hợp chất indenoisoquinolin tổng hợp được qua đó đưa ra những định hướng nghiên cứu tiếp theo. 2.2. Nhiệm vụ của luận án 2.2.1. Tổng hợp indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion (59) 2.2.2. Tổng hợp các indenoisoquinolin trên cơ sở của phản ứng giữa indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion (59) với các amin bậc 1 - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 169 thông qua phản ứng giữa hợp chất 59 với các arylamin. - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 169 thông qua phản ứng giữa hợp chất 59 với các amin dị vòng thơm. - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 169 thông qua phản ứng giữa hợp chất 59 với các amin bậc 1 có gốc hữu cơ mạch hở. - Tổng hợp các indenoisoquinolin 170 trên cơ sở của phản ứng giữa indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion với các α-amino axít. 2.2.3. Tổng hợp các indenoisoquinolin đi từ 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-đion. - Tổng hợp các hợp chất indenoisoquinolin 171 và 172. - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 173 thông qua phản ứng giữa hợp chất 171 với các dị vòng no morpholin, piperidin, pyrrolidin. - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 173 thông qua phản ứng giữa hợp chất 171 với 2-xyanoguaniđin và natri azua. - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 173 thông qua phản ứng giữa hợp chất 171 với piperazin và các dẫn xuất piperazin. - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 174 thông qua phản ứng giữa hợp chất 171 với benzoimidazolthiol và dẫn xuất benzoimidazolthiol. 2.2.4. Tổng hợp các indenoisoquinolin đi từ 6-(2,3-đihydroxypropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-đion. - Tổng hợp chất 6-(2,3-đihydroxypropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-đion (175). - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 176 thông qua phản ứng giữa hợp chất 175 với Metansunfonyl clorua, 4-Toluensunfonyl clorua - Tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin 177 thông qua phản ứng giữa hợp chất 175 với anhiđrit isobutyric, anhiđrit axetic. 2 2.2.5. Xác định hoạt tính gây độc tế bào của các hemiasterlin - Các indenoisoquinolin được thử hoạt tính gây độc tế bào trên 2 dòng tế bào ung thư thực nghiệm, tế bào ung thư biểu mô KB (Human epidermic carcinoma), tế bào ung thư gan Hep-G2 (Hepatocellular carcinoma). 3. Những đóng góp mới của luận án - Luận án đã đã áp dụng các lý thuyết hóa học hữu cơ nâng cao để giải thích cơ chế của phản ứng tổng hợp indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion và phản ứng tổng hợp indenoisoquinolin 169, 170. - Luận án đã thiết kế và tổng hợp thành công 32 hợp chất indenoisoquinolin mới, bao gồm: + 14 dẫn chất mới đi từ nguyên liệu là indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion. + 14 dẫn chất mới đi từ nguyên liệu là 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-đion. + 4 dẫn chất mới đi từ nguyên liệu là 6-(2,3-đihydroxypropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-đion. - Luận án đã quy kết được độ chuyển dịch của các proton và cacbon khung indenoisoquinolin trên dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H- NMR và 13C-NMR. - Đã đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của 36 hợp chất indenoisoquinolin trên 2 dòng tế bào ung thư biểu mô (Kb) và ung thư gan (Hep G2), trong đó có 23 hợp chất có khả năng gây độc tế bào ung thư khảo sát, có 12 hợp chất thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư mạnh với giá trị IC50 < 5 µM. - Đã tổng hợp được 3 hợp chất indenoisoquinolin có giá trị IC50 tương đương chất chuẩn đối chứng Ellipticine: 169l IC50 = 1,82 µM (KB), 1,41 µM (Hep-G2), 173c IC50 = 1,67 µM (KB), 1,15 µM (Hep-G2), 173h IC50 = 1,51 µM (KB), 1,19 µM (Hep-G2). - Đã tổng hợp được 2 hợp chất indenoisoquinolin có giá trị IC50 nhỏ hơn chất chuẩn tham chiếu Ellipticine: 173a IC50 = 0,82 µM (KB), 0,47 µM (Hep-G2) 173i IC50 = 0,82 µM (KB), 0,69 µM (Hep-G2). 4. Bố cục của luận án Luận án có 155 trang bao gồm: Mở đầu: 3 trang Chương 1: Tổng quan 42 trang Chương 2: Thực nghiệm 51 trang Chương 3: Kết quả và thảo luận 58 trang 3 Kết luận: 1 trang Phần tài liệu tham khảo có 81 tài liệu về lĩnh vực liên quan của luận án, được cập nhật dến năm 2015. Phần phụ lục gồm 65 trang gồm các loại phổ của các chất tổng hợp được và dữ liệu X-ray tinh thể của hợp chất 171, 172 5. Phương 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 như: IR, 1H-NMR, 13C-NMR, HSQC, HMBC, MS và X-ray crystal. B-NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN Chương 1. TỔNG QUAN Tổng quan gồm 42 trang, tổng kết tài liệu về tình hình nghiên cứu các phương pháp tổng hợp và hoạt tính chống ung thư của indenoisoquinolin được các tác giả trong và ngoài nước thực hiện. Chương 2. THỰC NGHIỆM Thực nghiệm gồm 51 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 MS, IR, 1HNMR, 13C NMR, HSQC, HMBC và X-ray crystal. 1. Chúng tôi đã đưa ra phương pháp tổng hợp indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion (59) 2. Tổng hợp các indenoisoquinolin trên cơ sở của phản ứng giữa indeno[1,2-c]isochromen-5,11-đion với các amin bậc 1 3. Tổng hợp các indenoisoquinolin đi từ 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-đion. 4. Tổng hợp các indenoisoquinolin đi từ 6-(2,3-đihydroxypropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-đion. 5. Xác định hoạt tính gây độc tế bào của các indenoisoquinolin. 4 O O H OH + O O 4,0 ®.l NaOMe MeOH/EtOAc (2:1), 65°C, 6h O O 0,079 ®.l p-TsOH O Toluen, , 6h O O OH 59 56 57 58 169b R = 3-metoxybenzyl 169m R = methyl (11H)-yl)undecanoat 169d R = 4-brombenzyl 169p R = 10-aminodecyl 169f R = 6-metoxypyridin-3-yl 1 169g R = pyridin-2-ylmetyl 1 169h R = furan-2-ylmetyl 170d R1 = 4-hydroxylbenzyl 169j R = allyl 170e R1 = 3,4-dihydroxylbenzyl 169k R = 2-metoxyetyl 169l R = 8-(N-Boc-amino)-3,6-dioxaoctanyl 169e R = 3- (N-Boc-N-metylamino)phenyl O N C COOH O R1 170 O N R O 169 O N O 169j 173a X= Morpholin-1-yl 173b X= 4-metylpiperidin-1-yl 173c X= piperidin-1-yl 173d X= pyrrolidin-1-yl 173e X= 2-cyanoguanidyl N X 173f X= azido 173g X= 4-Boc-piperazin-1-yl O 173h X= 4-methylpiperazin-1-yl 173 173i X= piperazin-1-yl (X = NR1R2) 173j X= 4-tosylpiperazin-1-yl O OH N OCOR O 177a R = isopropyl 177 177b R = Metyl 2,0 ®.l Br2 CH2Cl2/H2O (50:1), 0-5 C, 12h 1,5 ®.l R1R2NH 2,0 ®.l K2CO3 axeton (DMF), 65°C, 12h 1,2 ®.l (RCO)2O, 3,0 ®.l Et3N CH2Cl2, rt, 2h O O Br + OH N Br N Br O O 172 171 3,0 ®.l K2CO3 CH3CN/H2O (40:1) 60° C,18h O OH N OH O 175 1,5 ®.l RSH 2,0 ®.lK2CO3 axeton, 70°C, 12h O 1,5 ®.l RSO2Cl CH2Cl2, 0°C, 4h O OH OH N SR N OSO2R 174a R = 1H-benzo[d]imidazol-2-yl O 174bR = 5-metoxy-1H-benzo[d]imidazol-2-yl 174 O 176a R = metyl 176 176b R = 4-metylphenyl Sơ đồ 2.1. Sơ đồ tổng quát tổng hợp các indenoisoquinolin mới có nhóm thế khác nhau ở vòng B. 5 ... - tailieumienphi.vn