KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT INDOLE


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

TÓM TẮT
Từ các tác chất như: dẫn xuất indole, các amine vòng, 4-methoxybenzaldehyde,
nghiên cứu sử dụng phản ứng Mannich ba hợp phần để tạo nên các dẫn xuất indole
hoàn toàn mới (5/6 dẫn xuất tổng hợp được là hợp chất mới tra cứu theo Scifinder
tháng 1/2019).Trong nghiên cứu này, ethylene glycol được sử dụng vừa làm dung
môi vừa làm xúc tác cho phản ứng Mannich xảy ra. Các phản ứng diễn ra ở nhiệt độ
phòng nên việc tiến hành phản ứng rất dễ dàng. Các dẫn xuất sau khi tổng hợp đã
được thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư màng tim RD. Có /6 dẫn xuất đã tổng
hợp được có khả năng kháng tế bào ung thư màng tim RD ở nồng độ µM trong
vòng giờ với % ức chế tế bào tương ứng như sau: IHPMM ( %), 5HPMM ( %),
CHPMM ( %), PHPMM ( %), CHMMM ( %), CHIMM ( %).
Từ khóa: Dẫn xuất Indole, phản ứng Mannich, kháng ung thư màng tim.


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

MỞ ĐẦU
Dẫn xuất indole ngày càng phát triển mạnh mẽ không chỉ bởi hoạt tính sinh học cao
mà còn về những ứng dụng lâm sàng đa dạng của chúng trong thực tiễn. Nhiều công
trình nghiên cứu cho thấy các dẫn xuất này có tác dụng kháng tế bào ung thư, kháng
khuẩn, kháng nấm, kháng HIV, kháng viêm, tác dụng hạ huyết áp, chống co giật…
Từ những vấn đề nêu trên, đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính sinh
học của một số dẫn xuất indole” được thực hiện nhằm góp phần nghiên cứu tìm ra


Giải thích
Thin Layer
Chromatography
High Performance Liquid
Chromatography
Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy
Fourier Transform
Infrared Spectroscopy
High Resolution Mass
Spectrometry
Half maximal Growth
Inhibition Concentration
Half maximal Inhibitory
Concentration
Half maximal Effective
Concentration
International Agency for
Research on Cancer
National Cancer Institue
Structure Activity
Relationship
Ethylene glycol
Methanol
Hexane
Ethyl Acetate

Tiếng Việt
Sắc ký bản mỏng

thuần thể hiện tính chất của một amine như pyrrole.[1]
Công thức phân tử: C8H7N
H
N

Công thức cấu tạo:
Quy tắc đánh số trên phân tử indole:
7
8

6

H
N
1

5

9
4

2

3

b) Tính chất vật lý và tính chất hóa học[1-4]
•





1

5

9

3

4

2

6

H

5

E

8

H
N

E

1
9

Cation 3H – indoli tác dụng với một phân tử indole sinh ra dime là 2–(indol-3-yl)
indolin:

H
N

H
N

H
N

+
H

N
H

H

Cation 3H – indoli tác dụng với sodium hydrosulfite tạo ra muối indolin-2sunfonate là chất dễ kết tinh:

H
N

H
N

NaHSO3


H
N

H
N

C6H5COONO2
0 0C

NO2

 Halogen hóa
Các phản ứng halogen hóa indole thường xảy ra ở vị trí số 3 (ưu tiên) và chỉ một số
ít là 2-haloindole. Cả 2 loại dẫn xuất này đều kém bền, phải dùng ngay khi mới điều
chú.
Để thu được 3-cloroindole có thể cho indole tác dụng với clo trong dung dịch
NaOH hoặc clo hóa N-benzoylindole rồi giải phóng nhóm benzoyl:
Cl

H
N

H
N

N

Cl2/NaOH
(NaOCl)



Phản ứng brom hóa indole sinh ra 3-bromoindole nhờ tác dụng của Br 2/DMF hoặc
Piridine.Br2:
H
N

Piridine.Br2

H
N

00C
Br

Phản ứng giữa iod với indole trong DMF có mặt KOH sinh ra 3-iodoindole:
H
N

I2/DMF/KOH

H
N

250C
I

 Ankyl hóa
Phần lớn các ankylindole được điều chế từ các hợp chất hữu cơ - lithi hoặc hợp
chất hữu cơ – magie.



ClCH = N(CH3)2

-Cl
(H3C)2N

HC

CHCl

N(CH3)2

H2O
0o C

H
N

N

to

H2O NaOH

NaOH

- NH(CH3)2
CH

CHO


C

H
N

NH

H
N

H2O/H
- NH4OH

ZnCl2
R

C

NH
O

C R

 Phản ứng với andehyde và ketone
Indole phản ứng với aldehyde và ketone khi có xúc tác, đầu tiên sinh ra indole-3ylcacbinol không bền bị dehirat hóa ngay thành cation 3-ankyliden-3H-indoli:
H
N
CH3


H 3C

100oC

O

Nitroeten tham gia phản ứng Michael với indole một cách dễ dàng mà không cần
đến xúc tác hay đun nóng:

H
N

H
N

NO2
+

NO2

Một số dẫn xuất của indole chứa nhóm trimetylsilyl ở vị trí 3 cũng phản ứng với
ketone hay nitrile α,β-không no:
CH3

CH3

N
+

CN

N

- H+

CH3
N

N

C6H5

 Phản ứng với các gốc tự do
1-metylindole phản ứng với benzoyl peroxit sinh ra dẫn xuất 3-benzoyloxi:
CH3

CH3
N

N

(C6H5COO)2
C6H6, to

OCOC6H5

Nếu vị trí số 3 bị chiếm thì phản ứng sẽ xảy ra ở vị trí số 2
 Các phản ứng perixiclic và quang hóa
Liên kết đôi ở phần dị vòng trong phân từ indole có thể tham gia phản ứng cộng
đóng vòng:
SO2C6H5

N

N

UV

+

H
COOCH3

H3COOC

H
COOCH3

 Các phản ứng oxi hóa - khử[5]
 Phản ứng oxi hóa
Indole dễ dàng tự oxy hóa bởi oxy, đầu tiên sinh ra một hidroperoxit, tiếp theo là
loại đi H2O2 để tạo indoxyl rồi đến quá trình dime hóa và sản phẩm cuối của quá
trình là indigo:
H
N

H
O2

O

N

Phản ứng khử indole có thể xảy ra ở vòng pirole hoặc vòng benzene hoặc cả hai tùy
theo chất khử và điều kiện phản ứng.
Khử indole bằng lithi hoặc natri trong amoniac lỏng có mặt ancol (phương pháp
Birch) cho hỗn hợp sản phẩm gồm 4,7-dihidroindole và 4,5,6,7-tetrahidroindole:
H
N

H
N

H
N

Li/ NH3

+

CH3OH

Phản ứng khử vòng pirole của indole có thể xảy ra khi dùng natri xianoborohidrua
NaB(CN)H3 là tác nhân bền trong môi trường acid:
H
N

H
N

NaB(CN)H3
CH3COOH


Tryptophan

Serotonin

Melatonin

COCH3


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

Trong thực vật, tryptophan là cơ sở để tổng hợp auxin (acid indole-3-acetic)
triptamin:[3]

H
N

H
N
NH2

COOH
Tryptamin

Acid indole-3-acetic

Auxin là hormone kích thích sự tăng trưởng ở thực vật
• Serotonin đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành và duy trì tế bào thần
kinh, giấc ngủ, nhận thức, sự thèm ăn và tâm trạng, trong khi melatonin là một chất
sinh học tự nhiên gây ra và duy trì giấc ngủ, không những thế còn có tác dụng làm

HO
Vinblastine

O
O

H
O


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

OH
N

C2H5

N
H

N

O
O

H
O

N
OHC

hydroxy là serotonin (hormone truyền dẫn thần kinh) và bufotoxin (có trong da cóc
và một số loài nấm).

H
N
R3
R2

N
R1

Dẫn xuất
Tryptamin
N,N-Dimethyltryptamine
Serotonin
Bufotoxin

R4


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

Psilocin
Psilocybine
• Alkaloid dẫn xuất của yohimbine
Yohimbine được tìm thấy có trong thành phần vỏ cây Corynanthe yohimbeun cùng
với nhiều alkaloid khác, được phân lập lần đầu tiên năm 1900
H

N

OCH3
COOCH3

R2
3,4,5-trimethoxybenzoyl
3,4,5-trimethoxycinnamoyl
3,4,5-trimethoxybenzoyl
• Ellipticine và 9-methoxyellipticine có tác dụng chữa bệnh Hodgkin[3]
H3C

N

R
N
H

Dẫn xuất
Ellipticine
9-methoxyellipticine
• Phẩm nhuộm Inđigo

R
H
OCH3

CH3


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP


indican

indoxyl

OH

O

C

C

-2 H2O

N
H

NH

C

+ O2

CH

N
H

C
C

H3CO

N
H

H2
C N

N

C6H5

+

C6H12O6


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

 Thuốc chống trầm cảm: iprindole, tandamine
NH

N
H 2C

H2
CH3
C C N
H2
CH3

NHCOC6H5

OCH2CHCH2NHCH(CH3)2

N
H

N
H

Indoramin

Pindolol

1.2 Phản ứng Mannich
1.2.1 Cơ chế phản ứng
 Phản ứng tổng quát:
R1

CHO
H
N

H
N
+

R2 +

R1

N

EG

O

+

O

H
O

H
N

H

H

O

-

H
O
N

H



N

O
H

H3CO

H

R1

OH

O

R1

N

H
N
R2

H
O
OCH3

1.2.2 Các công trình nghiên cứu và ứng dụng của phản ứng Mannich
Phản ứng Mannich là một phản ứng hữu cơ quan trọng được sử dụng khá phổ biến

Shao-H và các cộng sự đã dùng phản ứng Mannich không đối xứng để tổng hợp các
dẫn xuất có tính chọn lọc lập thể của spiro[pyrrolidin-3,3’–oxiindoles][18],dùng xúc
tác Takemoto thiourea với dung môi phản ứng là dioxane, hiệu suất phản ứng có thể
lên đến 97% khi dùng các benzaldehyde để tránh hiện tượng trime hóa.Các dẫn xuất
thu được có hoạt tính sinh học như:
-

Ức chế tế bào ung thư vú MDA-MB-231
O

Bn

O

HN
O
O
N
H

2'-Benzyloxymethyl-5'-methyl-1Hspiro[indole-3,3'-pyrrolidin]-2-one

-

Ức chế sự tương tác p53-MDM2 của tế bào ung thư p53
O

N
NH



+

Năm 2012, Kumar và các cộng sự đã thực hiện phản ứng Mannich để tổng
hợp nên dẫn xuất thế của indole ở vị trí số 3 với các tác chất phản ứng
indole, amine bậc hai và benzaldehyde. Phản ứng được thực hiện ở điều kiện
không dung môi và nhiệt độ phòng với xúc tác là L-Proline. Tuy độ chuyển
hóa chỉ là 87% nhưng thu được sản phẩm mong muốn và không sinh ra bisindole[20]:

O

R1
R2
+

+
N
R

R1

R2

HN
R2

N
R2
N
R


ung thư thận, ung thư tuyến giáp, ung thư tinh hoàn, ung thư dạ dày.
Sarcoma (ung thư mô liên kết): Là ung thư bắt nguồn trong xương, sụn, mỡ,

-

cơ, mạch máu hay các mô liên kết khác.
Leukemia (bệnh bạch cầu hay “bệnh máu trắng”): Là ung thư bắt nguồn
trong mô tạo máu như tủy xương và sinh ra một số lượng lớn các tế bào máu

-

bất thường tiến vào dòng máu.
Lymphoa và Myeloma (u lympho bào, u tủy): Là ung thư bắt nguồn trong

-

các tế bào của hệ miễn dịch.
Ung thư hệ thần kinh trung ương: Là ung thư bắt nguồn trong các mô não và
tủy sống.

Sự tăng sinh một cách bất thường của tế bào là kết quả của sự tương tác giữa yếu tố
gen của một người với các yếu tố bên ngoài bao gồm:
-

Các yếu tố vật lý như bức xạ tia cực tím và ion hóa
Các chất hóa học gây ung thư như amiăng, các thành phần của khói thuốc lá
như nicotine, aflatoxin (chất gây ô nhiễm thức ăn), asen (chất gây ô nhiễm

-

mắc nhiều nhất là: Ung thư gan với hơn 25000 ca (15.4%), ung thư phổi (14.4%),
ung thư dạ dày (10.6%), ung thư vú và ung thư đại tràng. Ở nam giới loại ung thư
phổ biến nhất là ung thư phổi (21.5%) còn ở nữ giới loại ung thư phổ biến nhất là
ung thư vú, ước tính trung bình mỗi năm có hơn 15000 phụ nữ Việt Nam mắc ung
thư vú.
1.3.2 Giới thiệu về ung thư màng tim
Tế bào RD có tên khoa học là Rhapdomyosarcoma, là tế bào cấu tạo nên màng tim
của con người. Khi các tế bào RD chịu ảnh hưởng từ các tác nhân vật lý, hóa học
hay các tác nhân sinh học thì chúng sẽ bị đột biến và tăng sinh một cách không
kiểm soát dẫn tới khối u ở huyết quản màng ngoài tim và có thể di căn tới các cơ


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

quan khác. Người bệnh tim đập nhanh, thở gấp, ho nhiều, không thể nằm thẳng.
Ung thư màng tim ác tính có thể gây ra chèn ép tim cấp và dẫn đến tử vong

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ
Bảng 2.1.1.a.1.1 Danh mục hóa chất
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Mỹ
Mỹ
Trung Quốc
Việt Nam
Việt Nam
Việt Nam
Việt Nam

Bảng 2.1.1.a.1.2 Danh mục các thiết bị và dụng cụ
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Thiết bị và dụng cụ
Bình cầu 1 cô cổ nhám 250 mL
Bình cầu 2 cổ cổ nhám 250, 100 mL
Becher 50, 100 mL
Erlen thủy tinh 250 mL
Bộ lọc hút chân không Buchner


Đũa thủy tinh
Bản mỏng silicagel GF254 70-23 mesh
Ống mao quản

Trung Quốc
Đức
Trung Quốc

2.2 Phương pháp phân lập hợp chất hữu cơ
2.2.1 Sắc ký bản mỏng TLC
Sắc ký bản mỏng được thực hiện trên bản tráng sẵn 25 DC –Alufolien 60 F254
(Merck), chất trên bản mỏng sau khi được phân lập bằng hệ giải ly thích hợp sẽ
được quan sát bằng đèn UV ở hai bước sóng 254 nm và 365 nm hoặc dùng thuốc
thử bằng dung dịch H2SO4 10% trong ethanol được phun đều trên bản mỏng, sấy
khô từ từ cho đến khi hiện màu.
2.2.2 Rửa nhiều lần bằng dung môi
Nguyên tắc của phương pháp: chất có độ phân cực cao sẽ tan trong dung môi phân
cực và ngược lại. Rửa nhiều lần bằng dung môi để loại bỏ các tạp chất không mong
muốn, dung môi phù hợp để rửa là dung môi hòa tan được tạp chất nhưng không
hòa tan chất cần phân lập. Cần lựa chọn dung môi phù hợp với độ phân cực và độ
tan của chất trước khi tiến hành lọc rửa.

2.3 Xác định cấu trúc và một số tính chất của các hợp chất hữu cơ
a) Xác định nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ nóng chảy được đo trên máy Electrothermal IA 9000 series dùng mao
quản, nhiệt kế không hiệu chỉnh.
b) Xác định cấu trúc bằng phổ nghiệm
• Phổ hồng ngoại (FTIR): Tất cả các hợp chất đã tổng hợp được đo phổ hồng ngoại
trên máy FT – IR Bruker Tensor 27, với kỹ thuật viên nén KBr trong vùng 4000 –


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

0.006 mol Amine

EG

0.003 mol Indole hòa tan trong EG

0.003 mol Aldehyde

Khuấy

55oC

Ion
iminium

Khuấy

Loại phần lỏng
Rắn
Rửa nước

Rửa n-Hexane

Lọc, sấy

Sản phẩm