BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

PHẠM KIM TUYẾN

TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH
GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƢ CỦA
MỘT SỐ DẪN CHẤT 6-(nBUTYLAMINO)-QUINAZOLIN-4-ON

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ

HÀ NỘI - 2019


BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

PHẠM KIM TUYẾN
Mã sinh viên: 1401668

TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH
GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƢ CỦA
MỘT SỐ DẪN CHẤT 6-(nBUTYLAMINO)-QUINAZOLIN-4-ON
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ
Người hướng dẫn:
1. PGS. TS. Văn Thị Mỹ Huệ
2. TS. Lê Nguyễn Thành
Nơi thực hiện:
1. Bộ môn Hóa hữu cơ - Trƣờng Đại học Dƣợc
Hà Nội
2. Viện Hóa sinh Biển-Viện Hàn lâm Khoa học

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................... 2
1.1. Hợp chất 4(3H)-quinazolinon và tác dụng kháng ung thƣ ............................ 2
1.2. Phƣơng pháp tổng hợp các dẫn chất 2-arylquinazolin-4-on ....................... 11
1.2.1. Phản ứng giữa ketoalkyn với o-aminobenzamid thông qua sự phân cắt liên
kết ba ─C≡C─ .................................................................................................... 11
1.2.2. Phản ứng ngưng tụ alcol và anthranilamid .............................................. 11
1.2.3. Tổng hợp 2-arylquinazolin-4-on bằng phản ứng one-pot không sử dụng
dung môi và xúc tác. .......................................................................................... 12
1.2.4. Phản ứng ngưng tụ aminobenzamid và aldehyd ...................................... 12
1.2.5. Phản ứng ngưng tụ anthranilamid và aldehyd ......................................... 13
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ........................................................................................................ 14
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị .................................................................................. 14
2.1.1. Nguyên vật liệu, hóa chất, dung môi ....................................................... 14
2.2. Nội dung nghiên cứu........................................................................................ 16
2.2.1. Tổng hợp và tinh chế các dẫn chất 6-n-butylamino-2-arylquinazolin-4-on16
2.2.2. Xác định cấu trúc các dẫn chất được tổng hợp ........................................ 16
2.2.3. Thử họa tính gây độc tế bào của các dẫn chất tổng hợp được ................. 16
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 16
2.3.1. Phương pháp tổng hợp và tinh chế dẫn chất 6-n-butylamino-2arylquinazolin-4-on ............................................................................................ 16
2.3.2. Phương pháp xác định cấu trúc các dẫn chất tổng hợp được................... 17
2.3.3. Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất tổng hợp được17
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ................................................... 20


3.1. Tổng hợp hóa học ............................................................................................ 20
3.1.1. Tổng hợp các chất trung gian 5-cloro-2-nitrobenzamid (2); 5-n-butylamino2-nitrobenzamid (3); 2-amino-5-(n-butylamino)benzamid (4) .......................... 20
3.1.2. Tổng hợp các dẫn chất 6-n-butylamino-2-arylquinazolin-4-on (6) ......... 21
3.2. Kiểm tra độ tinh khiết và khẳng định cấu trúc ............................................ 25


Công thức phân tử

Đ.v.C

Đơn vị carbon

DMAC

N,N-Dimethyl acetamid

DMEM

Dulbecco’s Modified Eagle Medium

DMSO

Dimethyl sulfoxid

DLA

Dalton Lymphoma ascites

EtOH

Ethanol

EC50

Half maximal effective concentration (Nồng độ có tác dụng với 50%

KB

Human epidemic carcinoma – Ung thư biểu mô của người

KLPT

Khối lượng phân tử

LU

Human lung carcinoma – Ung thư biểu mô phổi của người

Me

Methyl

MCF-7

Human breast carcinoma – Ung thư biểu mô tuyến vú của người

MS

Mass spectrometry (Phổ khối lượng)

MTT

3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyltetrazolium bromid

PI3Kδ


(6a-e) .....................................................................................................................24
Bảng 3.2. Giá trị Rf và Tonc của các hợp chất 6a-e ....................................................26
Bảng 3.3. Số liệu phổ 1H-NMR của các dẫn chất 6a-e .............................................27
Bảng 3.4. Số liệu phổ 13C-NMR của các dẫn chất 6a-e ............................................28
Bảng 3.5. Số liệu phổ IR của các dẫn chất 6a-e ........................................................29
Bảng 3.6. Số liệu phổ MS của các dẫn chất 6a-e .......................................................30
Bảng 3.7. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất 6a-e ..................31
Bảng 4.1. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất 6a-e ..................39


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
HÌNH VẼ

Hình 1.1. Khung 4(3H)-quinazolinon ................................................................ 2
Hình 1.2. Cấu trúc của Luotonin A ................................................................... 2
Hình 1.3. Cấu trúc của Idelalisib ....................................................................... 3
Hình 1.4. Công thức các hợp chất của Yuvaraj Govindaraj và cộng sự ....... 4
Hình 1.5. Công thức các hợp chất của Naveen Mulakayala và cộng sự ........ 5
Hình 1.6. Công thức các hợp chất của Benu Kumari và cộng sự ................... 6
Hình 1.7. Công thức cấu tạo hợp chất CB3717 ................................................ 6
Hình 1.8. Công thức cấu tạo Raltitrexed .......................................................... 7
Hình 1.9. Công thức cấu tạo Nolatrexed ........................................................... 7
Hình 1.10. Công thức cấu tạo của chất IVa ...................................................... 8
Hình 1.11. Công thức cấu tạo của chất IVb-d .................................................. 8
Hình 1.12. Công thức cấu tạo của chất IVe ...................................................... 8
Hình 1.13. Công thức cấu tạo các hợp chất của Lê Nguyễn Thành và cộng
sự ................................................................................................................... 9
Hình 1.14. Công thức cấu tạo của các hợp chất Vd, Ve ................................ 10
Hình 1.15. Công thức cấu tạo của các hợp chất Vf, Vg ................................. 10
Hình 3.1. Công thức cấu tạo của các hợp chất 6a-e ....................................... 27

[17], [34]. Các hợp chất có nhóm thế 6-dimethylamino, 6-diethylamino cho giá trị IC50
thấp hơn nhiều so với chất đối chứng đã cho thấy hoạt tính nổi trội trên một số dòng tế
bào ung thư [6], [7]. Sự xuất hiện của nhóm thế 6-n-butylamino trên khung 2-arylquinazolin-4-on cũng cho các hợp chất có tác dụng kháng tế bào ung thư rất tốt [5].
Tiếp tục nghiên cứu thiết kế tổng hợp và hoạt tính gây độc tế bào của dãy 2aryl-quinazolin-4-on, lựa chọn nhóm thế n-butylamino tại vị trí C6, khóa luận “Tổng
hợp và thử hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ của một số dẫn chất 6-(nbutylamino)-quinazolin-4-on” được tiến hành với hai mục tiêu:
1. Tổng hợp được một số dẫn chất 6-(n-butylamino)-quinazolin-4-on.
2. Thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất tổng hợp được trên một số
dòng tế bào ung thư.

1


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Hợp chất 4(3H)-quinazolinon và tác dụng kháng ung thƣ
Dẫn chất 4(3H)-quinazolinon được cấu tạo từ khung quinazolin với nhóm thế
ceto tại vị trí C4 ( Hình 1.1). Đây là các dẫn chất rất phổ biến trong tự nhiên, tìm thấy
ở hơn 100 alkaloid [25] và đã tổng hợp được từ năm 1869 [16]. Các dẫn chất này có
tác dụng sinh học đa dạng [16], trong đó, nổi bật là tác dụng kháng ung thư [11]. Với
những ưu điểm trên, 4(3H)-quinazolinon đã trở thành một cấu trúc quan trọng, được
ứng dụng trong nhiều nghiên cứu nhằm thiết kế các tác nhân kháng ung thư mới.
Nhiều dẫn chất 4(3H)-quinazolinon đã được chứng minh qua các thử nghiệm
lâm sàng tác dụng kháng ung thư với những cơ chế khác nhau [8], [18], [19].

Hình 1.1. Khung 4(3H)-quinazolinon
Luotonin A hợp chất được phân lập năm 1997 từ loài Peganum nigellastrum ở
Trung Quốc [22]. Đây là một alkaloid cấu tạo từ khung quinazolin-4-on với nhóm thế
vòng pyrrol tại vị trí C2 và C3. Hợp chất này đã biểu hiện trong các nghiên cứu lâm
sàng là tác nhân kháng ung thư với cơ chế gây độc topoisomerase-I của người từ đó
gây độc các tế bào khối u [30]. Các chất có cấu trúc tương tự luotonin A đã được tổng
hợp cho thấy hoạt tính gây độc tế bào tốt hơn luotonin A [14]. Các chất này đã hứa hẹn

trọng lượng cơ thể, thời gian sống trung bình và tỷ lệ tăng tuổi thọ của chuột, thu được
kết quả là: Hợp chất Ia làm giảm trọng lượng cơ thể của chuột mạnh hơn chất đối

3


chứng. Hợp chất Ia và Ib làm tăng thời gian sống trung bình và tỉ lệ tăng tuổi thọ lớn
hơn chất đối chứng.
Kết quả của nghiên cứu đã cho thấy dẫn chất quinazolin-4-on với các nhóm thế
ở vị trí C1, C6, C8 và đặc biệt nhóm thế ở vị trí C2 là 2-methyl nitrogen mustard có tác
dụng kháng ung thư tốt trên chuột mang tế bào DLA.

Ia: R = Cl; Ib: R = NO2
Hình 1.4. Công thức các hợp chất của Yuvaraj Govindaraj và cộng sự
Trong số các nhóm thế ở vị trí C2 trên khung 4(3H)-quinazolinon, nhóm thế 2phenyl được chứng tỏ là có nhiều tiềm năng trong kháng tế bào ung thư [26], [22].
Năm 2012, Naveen Mulakayala và cộng sự [26] đã tiến hành tổng hợp 7 hợp
chất thuộc dãy 2-aryl-quinazolin-4-on và đánh giá tác dụng gây độc tế bào in vitro của
7 hợp chất này trên 3 dòng tế bào thử nghiệm: tế bào ung thư bạch cầu dòng tủy mãn
tính ở người (K562), tế bào ung thư biểu mô đại tràng ở người (Colo-205), tế bào ung
thư vú ở người (MDA-MB 231MR32). Sử dụng phương pháp MTT với chất đối chứng
là harmin để đánh giá hoạt tính gây độc tế bào, các giá trị IC50 thu được cho mỗi hợp
chất được tóm tắt trong Bảng 1.1.
Hầu hết các hợp chất có tác dụng gây độc trên tế bào K562, tuy nhiên, hợp chất
IIb, IId có hoạt tính tốt nhất (IC50

10

20

IIc

R = p - OCH3

24

8

28

IId

R = m – Cl

18

12

41

IIe

R = p – Cl

20

28,7 lần doxorubicin (IC50 = 1.1µM).
Hợp chất IIIb có hoạt tính kháng ung thư trên dòng tế bào ung thư ruột kết
HCT-116 (Human colon carcinoma) (IC50 11.6 µM) cao gấp 19,3 lần doxorubicin
(IC50 = 0.6µM).

5


Hình 1.6. Công thức các hợp chất của Benu Kumari và cộng sự
Các nghiên cứu trên đã cho thấy vai trò quan trọng của nhóm thế tại vị trí C2
trên cấu trúc 4(3H)-quinazolinon đối với hoạt tính kháng ung thư, đặc biệt là nhóm thế
2-phenyl cho tác dụng kháng ung thư vượt trội hơn các nhóm thế khác tại vị trí này.
Bên cạnh vị trí C2, nhóm thế tại vị trí C6 cũng cho thấy nhiều tiềm năng trong
việc cải thiện hoạt tính trên các tế bào ung thư của dẫn chất 4(3H)-quinazolinon, được
chứng minh qua nhiều công thức của các hợp chất đã được thử nghiệm lâm sàng [19].
Các hợp chất CB3717, RTX đều là các 4(3H)-quinazolinon với các nhóm thế
cồng kềnh tại vị trí C6. Các hoạt chất này có tác dụng ức chế tổng hợp thymidylat từ
đó biểu hiện hoạt tính kháng tế bào ung thư [29].
Chất chống đông cổ điển CB3717 là chất có tác dụng kháng tế bào ung thư đã
được chứng minh trong các thử nghiệm lâm sàng từ năm 1981 [10]. Mặc dù hoạt tính
của CB3717 đã được khẳng định nhưng việc sử dụng hợp chất này bị hạn chế do độ
hòa tan kém ở pH sinh lý [19].

Hình 1.7. Công thức cấu tạo hợp chất CB3717
Raltitrexed (RTX) là một thuốc chống nấm cổ điển và được ra mắt lần đầu tiên
ở Anh vào năm 1996 để điều trị giảm đau đầu tiên trong điều trị ung thư đại trực
tràng tiến triển [4].
RTX được thiết kế để hòa tan trong nước tốt hơn CB3717 - chất ức chế tổng
hợp thymidylat hàng đầu tại thời điểm đó [9].


máu thử nghiệm (U937, WEHI-3). Trong 7 nhóm thế nghiên cứu ở vị trí ortho của
vòng 2-phenyl là –F, -Cl, -OC2H5, -N(CH3)2, -OH, -OCH3, -OCF3, các nhóm thế -OH,
-OCH3, -OCF3 cho hợp chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư mạnh nhất (Bảng 1.2).

Hình 1.11. Công thức cấu tạo của chất IVb-d
Bảng 1.2. Hoạt tính kháng tế bào ung thƣ của các hợp chất IVb-d
Hợp chất

R

IC50 (µM)
U937

WEHI-3

IVb

-OH

0,4

0,3

IVc

-OCH3

0,35

0,47

bào KB của hai hợp chất có nhóm thế methyl ở vị trí C6 lần lượt là IC50 (Va) = 4,48
(μg/ml), IC50 (Vb) = 1,18

(μg/ml). Đặc biệt hợp chất Vc với nhóm thế 6-

dimethylamino có hoạt tính tăng lên nhiều lần, các gía trị IC50 trên hai dòng tế bào KB
và Hep-G2 lần lượt là: IC50 (KB) = 0,051 (μg/ml), IC50 (Hep-G2) = 0,096 (μg/ml) [3].

Hình 1.13. Công thức cấu tạo các hợp chất của Lê Nguyễn Thành và cộng sự
Đến năm 2015, để khảo sát ảnh hưởng của nhóm thế tại vị trí C2 trên hoạt tính
gây độc tế bào, nhóm nghiên cứu tiếp tục tổng hợp một số dẫn chất 6-dialkylamino-2arylquinazolin-4-on với các nhóm thế vòng khác nhau tại vị trí C2. Kết quả cho thấy
các hợp chất này đều có tác dụng gây độc tế bào tốt trên 4 dòng tế bào ung thư KB (tế
bào ung thư biểu mô), Hep-G2 (tế bào ung thư gan), LU (tế bào ung thư phổi), MCF-7
(tế bào ung thư vú). Hầu hết các hợp chất có hoạt tính mạnh hơn chất đối chứng.
Trong đó, 6-diethylamino-2-(naphthalen-1-yl)quinazolin-4-on (Vd) là hợp chất có hoạt
tính nổi trội, với các giá trị IC50 trên các dòng tế bào lần lượt là 0,087μg/ml (KB);
0,07μg/ml (Hep-G2); 0,08μg/ml (LU); 0,1μg/ml (MCF-7) [5].

9


Hình 1.14. Công thức cấu tạo của các hợp chất Vd, Ve
Năm 2016, cố định nhóm thế tại vị trí C6 là -dimethylamino, tiếp tục nghiên
cứu, tìm kiếm nhóm thế ở vị trí C2 có ảnh hưởng mạnh đến hoạt tính gây độc tế bào,
Lê Nguyễn Thành và cộng sự đã tổng hợp và thử tác dụng gây độc tế bào 12 hợp chất
2-aryl-6-diethylaminoquinazolin-4-on. Kết quả có 9 chất ức chế mạnh các dòng tế bào
ung thư thử nghiệm: KB (tế bào ung thư biểu mô), Hep-G2 (tế bào ung thư gan), LU
(tế bào ung thư phổi), MCF-7 (tế bào ung thư vú). Trong đó, (Ve) là hợp chất có độc
tính mạnh nhất vượt trội so với đối chứng ellipticin, các giá trị IC50 trên các dòng tế
bào lần lượt là 0,007μg/ml (KB); 0,028μg/ml (Hep-G2); 0,03μg/ml (LU); 0,026μg/ml

(THF), ngoài sản phẩm chính là 2-aryl-quinazolin-4-on còn thu được sản phẩm phụ là
acetophenon. Điều kiện tối ưu được xác định là 3 đương lượng TFA trong dung môi
toluen ở nhiệt độ 90oC và thời gian phản ứng là 16 giờ.
O-aminobenzamid với các nhóm thế 3-cloro, 4-methyl, 5-methyl, 6-cloro và 6fluoro phản ứng tốt cho các dẫn chất 4(3H)-quinazolinon với hiệu suất 79−84%.

Sơ đồ 1.1. Phản ứng tổng hợp của Xifa Yang
1.2.2. Phản ứng ngưng tụ alcol và anthranilamid
Năm 2012, Zhe Zhang và cộng sự [32] đã báo cáo một phương pháp hiệu quả
để tổng hợp quinazolinon từ phản ứng giữa anthranilamid và alcol, sử dụng sử dụng
tert-Butyl hydroperoxid (TBHP) làm chất oxy hóa, xúc tác α-MnO2, tiến hành ở 800C
trong 16 giờ. α-MnO2 có thể tái sử dụng mà không làm giảm hiệu quả xúc tác.
Phản ứng lần lượt sử dụng các alcol thơm khác nhau với các nhóm đẩy điện tử
(-CH3, -OCH3,…) và nhóm hút điện tử (-F, -Cl, -Br) trên vòng phenyl, sản phẩm mong
muốn thu được với hiệu suất 82-99%.

11


Sơ đồ 1.2. Phản ứng tổng hợp của Zhe Zhang và cộng sự
1.2.3. Tổng hợp 2-arylquinazolin-4-on bằng phản ứng one-pot không sử dụng dung
môi và xúc tác.
Năm 2010, Mehdi Adib và cộng sự [5] đã thực hiện phản ứng one-pot để tổng
hợp mới các dẫn chất 4(3H)-quinazolinon. Hỗn hợp nitril và hydroxylamin được đun
nóng trong điều kiện không có dung môi đã chuyển đổi gần như hoàn toàn thành
amidoxim. Tiếp theo, amidoxime được ngưng tụ với axit anthranilic mới thêm vào ở
điều kiện không có chất xúc tác, tạo ra 2-aryl/alkyl-4(3H)-quinazolinon sau 2 giờ đun
nóng

ở


việc khử hydro của 1,2-dihydro-quinazolin-4-on bằng tác nhân NaHSO3.
Đây là quy trình tổng hợp hiệu quả, diễn ra trong thời gian ngắn cho sản phẩm
đạt hiệu suất cao.

Sơ đồ 1.5. Phản ứng tổng hợp của Simón E. López và cộng sự
Phương pháp tổng hợp 2-arylquinazolin-4-on từ anthranilamid và aldehyd cho
thấy những ưu điểm nổi bât như: nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền; điều kiện phản ứng đơn
giản, dễ thực hiện; thời gian phản ứng ngắn; hiệu suất tương đối cao.
Do vậy, phương pháp này được chọn để thực hiện quá trình tổng hợp trong
khóa

luận

13

này.


Chƣơng 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị
2.1.1. Nguyên vật liệu, hóa chất, dung môi
Hóa chất sử dụng để tổng hợp các dẫn chất quinazolinon trong đề tài có xuất xứ
từ các công ty hóa chất như Merck, Aldrich, Acros, Quảng Châu (Trung Quốc), Đức
Giang (Việt Nam),... Các hóa chất này được sử dụng trực tiếp không qua tinh chế thêm
và được trình bày ở Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất, dung môi dùng trong nghiên cứu
TT

Nguyên liệu


3

2,3-Dimethoxybenzaldehyd

15

Ethanol

16

Ethylacetat

17

n-Hexan

18

Methanol

Merck

19

Nước cất

Việt Nam

4

Quốc

14

Trung
Quốc
Trung
Quốc
Trung
Quốc


8

Hydrazin hydrat 80%

9

Bản mỏng silica gel

10

Aceton

11

N,N-dimethylacetamid

12


Merck

Trung
Quốc

Thiết bị thí nghiệm:
Dụng cụ thủy tinh: bình cầu 100ml, 50ml, 25ml, sinh hàn, phễu, cốc thủy tinh
các loại, bình lọc hút, phễu Bucher, bình nón, bình chiết, lọ penicilin...
Cân kỹ thuật điện tử Shimadzu (Nhật Bản).
Tủ sấy Memmert (Đức).
Bơm hút chân không DIVAC.1.21 (Mỹ).
Sắc ký lớp mỏng (SKLM) được tiến hành trên bản mỏng silicagel Kieselgel 60
F254 (Merck).
Cột chạy sắc ký.
Máy khuấy từ gia nhiệt IKA-RTC (Đức).
Máy cất quay Buchi R – 210 (Thụy Sĩ).
Máy đo nhiệt độ nóng chảy MPA 120 (Mỹ) tại bộ môn Hoá Hữu cơ- Trường
Đại học Dược Hà Nội
Máy đo phổ hồng ngoại FTIR Affinity - IS- Shimadzu (Nhật Bản) tại Khoa Hóa
học- Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQGHN
Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1-H-NMR,

13

C-NMR) Bruker Avance

500MHz với TMS làm chất chuẩn nội hãng Bruker BioSpin (Thụy Sĩ) tại Khoa Hóa
học- Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQGHN.

15