BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

CHU VĂN TOẢN

TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH
KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ
CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2-(1-NAPHTHYL)-4-QUINAZOLINAMIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

CHU VĂN TOẢN

TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH
KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ
CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2-(1-NAPHTHYL)-4-QUINAZOLINAMIN


cũng như tài liệu tham khảo nên luận văn của em không thể tránh khỏi những sai
sót trong nội dung và hình thức, em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy
cô để luận văn của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, con xin cảm ơn mẹ, cảm ơn vợ và bạn bè đã luôn động viên
giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu vừa qua.
Hà Nội, ngày 30 tháng 3 năm 2016
Học viên

Chu Văn Toản


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC SƠ ĐỒ
DANH MỤC HÌNH VẼ
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................. 3
1.1.

HỢP CHẤT QUINAZOLINAMIN VÀ TÁC DỤNG SINH HỌC .......... 3

1.1.1. Tác dụng chống ung thư............................................................................ 3
1.1.2. Các tác dụng khác ..................................................................................... 9
1.2.

PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP ............................................................... 10

CHƯƠNG 2:


3.1.2. Tổng hợp dẫn chất trung gian 4-cloro-6-methyl-2-(naphthalen-1-yl)quinazolin (6) ...................................................................................................... 20


3.1.3. Tổng hợp dẫn chất 6-methyl-2-(naphthalen-1-yl)-4-quinazolinamin (7al)

................................................................................................................. 20

3.2.

THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ ............................... 40

CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN ............................................................................... 43
4.1.

VỀ TỔNG HỢP HOÁ HỌC ................................................................... 43

4.2.

VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC .................................................................. 43

4.2.1. Phổ hồng ngoại........................................................................................ 43
4.2.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ................................................................... 44
4.2.3. Phổ khối lượng MS ................................................................................. 47
4.3.

VỀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ ......................... 48

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 50
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 50
KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 50

Carbonic anhydrase

CTCT

Công thức cấu tạo

CTPT

Công thức phân tử

DMAC

N,N-dimethylacetamid

DMEM

Dulbecco's Modified Eagle Medium (Môi trường nuôi cấy tế bào
ung thư)

DMF

Dimethylformamid

DMSO

Dimethylsufoxid

EC50

Half Maximal Effective Concentration (Nồng độ 50% có tác dụng

Hằng số tương tác spin-spin (đơn vị Hz)

KB

Human Epidermic Carcinoma (Tế bào ung thư biểu mô)


LU

Human Lung Carcinoma (Tế bào ung thư phổi)

MCF-7

Human Breast Carcinoma (Tế bào ung thư vú)

MIC

Minimum inhibitory concentration (Nồng độ ức chế tối thiểu)

MS

Mass spectrometry (Phổ khối lượng)

MTT

3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromid

NCI

National Cancer Institute (Viện Ung thư Quốc Gia Hoa Kỳ)

Sơ đồ 3.1: Sơ đồ tổng hợp dẫn chất trung gian 5 ................................................ 18
Sơ đồ 3.2: Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất 7a-l ...................................................... 18
Sơ đồ 3.3: Tổng hợp dẫn chất trung gian 6 ......................................................... 20
Sơ đồ 3.4: Tổng hợp dẫn chất 7a ........................................................................ 20
Sơ đồ 3.5: Tổng hợp dẫn chất 7b ........................................................................ 21
Sơ đồ 3.6: Tổng hợp dẫn chất 7c......................................................................... 22
Sơ đồ 3.7: Tổng hợp dẫn chất 7d ........................................................................ 22
Sơ đồ 3.8: Tổng hợp dẫn chất 7e......................................................................... 23
Sơ đồ 3.9: Tổng hợp dẫn chất 7f ......................................................................... 24
Sơ đồ 3.10: Tổng hợp dẫn chất 7g ...................................................................... 24
Sơ đồ 3.11: Tổng hợp dẫn chất 7h ...................................................................... 25
Sơ đồ 3.12: Tổng hợp dẫn chất 7i ....................................................................... 25
Sơ đồ 3.13: Tổng hợp dẫn chất 7j ....................................................................... 26
Sơ đồ 3.14: Tổng hợp dẫn chất 7k ...................................................................... 27
Sơ đồ 3.15: Tổng hợp dẫn chất 7l ....................................................................... 27
Sơ đồ 4.1: Cơ chế phản ứng thế các amin với dẫn chất 4-cloro-quinazolin 6 .... 43


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cấu trúc khung quinazolinamin ........................................................... 3
Hình 1.2: Cấu trúc một số thuốc mang khung quinazolinamin ........................... 3


ĐẶT VẤN ĐỀ
Ung thư là căn bệnh mà cho đến nay chưa có nhiều khả quan trong điều
trị. Theo thống kê của tổ chức Y tế thế giới (WHO), có khoảng 14 triệu ca mắc
mới và 8,2 triệu ca tử vong liên quan đến bệnh ung thư vào năm 2012. Ước tính
số ca ung thư sẽ tăng lên 22 triệu với 13 triệu ca tử vong trong vòng 2 thập kỷ
tiếp theo [24]. Việt Nam được Globocan báo cáo là đất nước đang phát triển có
tỷ lệ ung thư cao với 125.000 ca mắc mới với 94.700 ca tử vong trong năm 2012


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

HỢP CHẤT QUINAZOLINAMIN VÀ TÁC DỤNG SINH HỌC

Hình 1.1: Cấu trúc khung quinazolin
Quinazolin là cấu trúc dị vòng thường gặp trong hợp chất tự nhiên cũng
như tổng hợp hóa dược. Hợp chất tự nhiên chứa khung quinazolin được phát
hiện lần đầu tiên năm 1888 là Pegaine (Vacisine) [16], nhưng các nghiên cứu về
tổng hợp hóa dược quinazolin mới bắt đầu từ những năm 1940 [11].
Các công trình nghiên cứu cho thấy các dẫn chất quinazolinamin có tác
dụng sinh học phong phú như: kháng ung thư, kháng khuẩn, chống viêm, kháng
nấm, hạ huyết áp, kháng virus HIV, chống oxy hoá, giảm đau, chống co giật, sốt
rét, chống lao v.v. Trong đó các dẫn chất thường gặp là các hợp chất thế 2 hay 4quinazolin.
1.1.1. Tác dụng chống ung thư
Các nghiên cứu về các hợp chất quinazolinamin cho thấy tác dụng chống
ung thư rất tốt, trong đó có nhiều hợp chất đã được ứng dụng trong điều trị lâm
sàng như Gefitinib (IressaTM), Vandetanib (ZactimaTM), Erlotinib (TarcevaTM),
Lapatinib (TykerbTM).

Hình 1.2: Cấu trúc một số thuốc kháng ung thư mang khung quinazolinamin
3


Đã có nhiều nghiên cứu phát triển các hợp chất có tác dụng chống ung thư
dựa trên cấu trúc khung quinazolinamin, trong đó có xu hướng phát triển các
dẫn chất thế 2-aryl-4-quinazolinamin với nhiều cơ chế tác động khác nhau.
Năm 2010, El-Azab và cộng sự đã thiết kế, tổng hợp và thử hoạt tính
chống ung thư của dãy chất 2-aryl-4-quinazolinamin dựa trên hóa học của các


Năm 2014, trong nghiên cứu sàng lọc và tối ưu hoá T. S. Dexheimer đã
phát hiện ra dãy hợp chất 2-aryl-4-quinazolinamin (VII, VIII) có tác dụng ức
chế hệ enzym USP1/UAF1 (ubiquitin-specific protease/USP-1 associate factor),
là đích tác dụng mới trong điều trị ung thư phổi. Nhiều hợp chất được phát hiện
với hoạt tính rất cao, dưới 1 µM [27].

5


Trong nghiên cứu về tác dụng gây độc tế bào trên 3 dòng tế bào ung thư
của dãy dẫn chất thế 2,4-quinazolin (IX), hợp chất IXa thể hiện hoạt tính trung
bình với các dòng tế bào CNE-2 (tế bào ung thư biểu mô vòm họng), PC-3 (tế
bào ung thư tuyến tiền liệt), SMMC-7721 (tế bào ung thư gan) với giá trị IC50
(µM) lần lượt là: 9,3 ± 0,2; 9,8 ± 0,3; 10,9 ± 0,2 [31].

Gần đây, các dãy chất 2-aryl-4-morpholinoquinazolin (X) được tổng hợp
và đánh giá tác dụng chống ung thư dựa trên cơ chế

ức chế PI3K

(phosphatidylinositol-3-kinase)/Akt/mTOR là chuỗi tín hiệu quan trọng rất cần
thiết trong quá trình phát triển, nhân lên của tế bào). Nhóm đã tìm ra hợp chất
Xa có hoạt tính gây độc tế bào tốt trên nhiều dòng tế bào với nồng độ 0,13-9,96
µM và ức chế PIK3α ở nồng độ nM (IC50 = 4,2nM) [22].

Một nhóm nghiên cứu người Trung quốc khác báo cáo dãy hợp chất 2aryl-4-morpholinoquinazolin (XI) có tác dụng gây độc tế bào trên các dòng tế
bào HCT-116 (ung thư đại tràng) và MCF-7 (ung thư vú) và thể hiện tác dụng
chống ung thư thông qua cơ chế ức chế chọn lọc PI3Kα. Hợp chất XIa có tác
dụng gây độc tế bào mạnh trên các dòng tế bào HCT-116 và MCF-7, A549,

trực tràng người SW-620 với IC50 (HT-29) = 5,45 µM qua việc ức chế CA IX và
CA XII [7].

Nhóm nghiên cứu của Won-Jea Cho, Lê Nguyễn Thành cùng cộng sự đã
tổng hợp các dẫn chất thế 4-amin của 2-phenylquinazolin (XIII) dựa trên cấu
trúc của 3-arylisoquinolinamin bằng phương pháp thay đổi nhóm thế tương
đương sinh học. Dãy hợp chất 2-phenyl-4-quinazolinamin thể hiện hoạt tính
chống ung thư qua tác dụng ức chế enzym topoisomerase I (một trong những
enzym liên quan mật thiết đến cơ chế bệnh ung thư). Hợp chất XIIIa đại diện
cho nhóm chất 2-phenyl-4-quinazolinamin tổng hợp được có khả năng ức chế
mạnh topoisomerase I, tương đương với camptothecin và có tác dụng gây độc tế
bào tốt trên các dòng tế bào A549 (ung thư phổi), HCT-15 (ung thư đại tràng),
OV-3 (ung thư buồng trứng), MEL-2 (ung thư da) với giá trị IC50 từ 2,76 - 9,82
µM [26].

7


Tiếp đó nhóm tác giả đã nghiên cứu, phát triển các hợp chất 2-aryl-4quinazolinon (XIV) và 2-aryl-4-quinazolinamin (XV) với các nhóm thế khác
nhau ở vị trí số 2, 6 và 7 của vòng quinazolin. Các hợp chất quinazolin với nhóm
thế 1-naphthyl ở vị trí số 2 đã được phát hiện có tác dụng chống ung thư khá tốt
trên các dòng tế bào ung thư KB, Hep-G2, LU và MCF-7. Thêm vào đó nhóm
thế methyl ở vị trí số 6 cho tác dụng tốt hơn là ở vị trí số 7. [3],[ 25],[ 26].

Như vậy, các hợp chất thế 2-aryl-4-quinazolinamin có tiềm năng kháng
ung thư rất đáng quan tâm và là hướng nghiên cứu triển vọng trong việc sàng
lọc, tìm kiếm các chất có hoạt tính chống ung thư. Tiếp nối các nghiên cứu về
dẫn chất quinazolin, ở đề tài này chúng tôi nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất
mới 4-quinazolinamin, với việc giữ lại các nhóm 6-methyl và 2-(1-naphthyl) là
các nhóm thế có đóng góp vào hoạt tính. Các hợp chất mới được đánh giá hoạt


Tác dụng kháng khuẩn, chống lao.
Công trình nghiên cứu của Gottasova đã cho thấy tác dụng kháng khuẩn của

4-anilinoquinazolin XIX trên chủng B. subtilis và S. aureus. Với chủng vi khuẩn
S. aureus, hợp chất XIX có MIC = 10 µg/ml, EC50 = 0,8 µg/ml; còn trên dòng vi
khuẩn B. subtilis, XIX có MIC = 1 µg/ml, EC50 = 0,7 µg/ml.[14]

9


Odingo cùng cộng sự đã phát triển các dẫn chất 4-aminoquinazolin XX với
tác dụng chống lao [21].

1.2.

PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP
Các nghiên cứu tổng hợp 2-aryl-4-quinazolinamin phổ biến nhất là theo

con đường tạo ra dẫn chất 2-aryl-4-cloroquinazolin, sau đó phản ứng thế với các
amin tương ứng [15],[ 17]. Con đường tổng hợp này có nhiều ưu điểm là có thể
sử dụng với nhiều nhóm thế khác nhau, tổng hợp đa dạng các hợp chất mong
muốn, các hóa chất sử dụng là đơn giản, sẵn có.

Ngoài ra, còn một số phương pháp tổng hợp khác để tổng hợp các dẫn
chất 2-aryl-4-quinazolinamin. Trong nghiên cứu năm 2011, Yong Wang cùng
cộng sự đã tổng hợp các dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinamin đi từ dẫn chất Narylamidine cộng hợp với isonitril với phản ứng đạt hiệu suất 97%. Phản ứng
cần sử dụng xúc tác Pd(OAc)2 đắt tiền, dẫn chất isonitril thường có mùi khó chịu
[29].


Xuất xứ

1

1-methylpiperazin

Merck

16

Khí H2

Việt Nam

2

2-aminoethanol

Aldrich

17

Methanol

Merk

3

3-aminopropanol


Acid

5-methyl-2-

nitrobenzoic

6

Aceton

Trung Quốc

21

NaHSO3

Trung Quốc

7

Anilin

Aldrich

22

NH4OH

Trung Quốc


25

11

Dimethylformamid

Merck

1

Piperazin

Merck

12

Ethanol

Merck

26

Propanamin

Aldrich

13

Ethyl acetat


10%

Merck


2.2. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
- Các dụng cụ thí nghiệm thủy tinh thông thường như ống nghiệm, pipet
định mức, pipet Pasteur, bóng cao su, sinh hàn.

- Máy khuấy từ gia nhiệt Ceran Glass Ceramic.
- Tủ sấy hút chân không Shellab.
- Cân kỹ thuật điện tử Shimadzu (Nhật Bản).
- Máy đo phổ cộng hường từ AVANCE Spectrometer AV500 (BRUKER,
Đức).
- Máy đo phổ hồng ngoại Perkin Elmer (Mỹ) .
- Máy đo phổ khối lượng MS Agilent 1260.
- Máy đo nhiệt độ nóng chảy Electrothermal digital EZ.Melt 3.0.
- Sắc ký lớp mỏng (SKLM) Silicagel SF254 (Merck), sắc ký cột.
- Máy cất quay Buchi R - 210 (Thụy Sỹ).
- Tủ sấy Memmert (Đức).

2.3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.3.1. Tổng hợp hoá học
-

Tổng hợp dẫn chất trung gian 6-methyl-2-(1-naphthyl)-quinazolinon


Phương pháp thử hoạt tính độc tế bào in vitro theo phương pháp MTT
được Viện Ung thư Quốc Gia Hoa Kỳ (NCI) xác nhận là phép thử thử hoạt tính
gây độc tế bào chuẩn nhằm sàng lọc, phát hiện các chất có khả năng kìm hãm sự
phát triển hoặc tiêu diệt tế bào ung thư [9].
Hoạt tính gây độc tế bào của các chất tổng hợp được đánh giá tại phòng
thí nghiệm thử hoạt tính sinh học - Viện hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và
công nghệ Việt Nam.
2.4.3.1. Nguyên tắc
Áp dụng phương pháp MTT được biên soạn bởi tác giả Likhiwitayawuid
& CS để đánh giá độc tính trên tế bào [19], hiện đang được áp dụng tại Viện
nghiên cứu ung thư Quốc gia Hoa Kỳ (NCI). Đây là phương pháp thử nghiệm in
vitro để đo sự tăng sinh và sống sót của tế bào ung thư được nuôi cấy trong đĩa
96 giếng, đáy bằng.
Hợp chất MTT có tên khoa học là 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5diphenyltetrazolium bromid, có màu vàng được thêm vào mỗi giếng và tế bào
được ủ ở 37oC, 5% CO2. Màu vàng biến đổi thành formazan tím trong ty thể của
tế bào sống. Khả năng hấp thụ của dung dịch có màu này có thể được định
lượng bằng máy quang phổ kế ở bước sóng 540 - 600 nm. Sự biến đổi màu chỉ
xảy ra khi enzym reductase trong ty thể hoạt động, và như vậy sự chuyển đổi
14


liên quan trực tiếp đến số lượng tế bào sống sót. Phương pháp này được sử dụng
để nghiên cứu độc tính của các dẫn chất tổng hợp được trên bốn dòng tế bào ung
thư người: KB, Hep-G2, LU, MCF-7 [9].
2.4.3.2. Dòng tế bào thử nghiệm
Các dòng tế bào ung thư ở người được cung cấp bởi ATCC gồm:
- KB (Human epidemic carcinoma) - tế bào ung thư biểu mô.
- Hep-G2 (Hepatocellular carcinoma) - tế bào ung thư gan.
- LU (Human lung carcinoma) - tế bào ung thư phổi.
- MCF-7 (Human breast carcinoma) - tế bào ung thư vú.