Tổng hợp và thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của một số dẫn chất 2 aryl 4 quimazolinon

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI





NGUYỄN THỊ HUYỀN




TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ
BÀO UNG THƢ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2- ARYL-4-QUINAZOLINON







LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC

HÀ NỘI 2014



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI





NGUYỄN THỊ HUYỀN




TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ
BÀO UNG THƢ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2- ARYL-4-QUINAZOLINON





LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƢỢC PHẨM
VÀ BÀO CHẾ THUỐC
MÃ SỐ: 60720402




Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Văn Thị Mỹ Huệ
TS. Lê Nguyễn Thành




HÀ NỘI 2014

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: TS. Văn Thị
Mỹ Huệ và TS. Lê Nguyễn Thành là những ngƣời cô, ngƣời thầy đã tận tình hƣớng
dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi và động viên em trong suốt quá trình thực hiện luận
văn này.
Em cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của: TS. Nguyễn Minh Hằng, TS.
Cao Bích Huệ, ThS. Đào Đình Cƣờng, cử nhân Trần Hữu Giáp, cử nhân Nguyễn Anh
Dũng, cử nhân Hà Thị Thoa, cử nhân Nguyễn Thị Tú Oanh (Trung tâm nghiên cứu và
phát triển thuốc - Viện hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam), các thầy cô giáo Bộ môn Hóa hữu cơ cùng các thầy cô giáo trong các Bộ môn,
phòng ban, thƣ viện - Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhƣng do hạn chế về thời gian, kiến thức cũng nhƣ
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 đƣợc sự góp ý của các thầy cô để luận văn của

em đƣợc hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, con xin cảm ơn bố mẹ, em cảm ơn anh chị, bạn bè đã luôn động
viên, giúp đỡ con/ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu vừa qua.
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Học viên


Nguyễn Thị Huyền







MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1. 2-ARYL-4-QUINAZOLINON: DẪN CHẤT TƢƠNG ĐƢƠNG SINH
HỌC CỦA 3-ARYLISOQUINOLINON 2
1.1.1. 3-Arylisoquinolinon 2
1.1.2. Phát triển khung 3-arylisoquinolinon thành 2-aryl-4-quinazolinon 5
1.1.3. Một số tác dụng sinh học của dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon 6
1.1.3.1. Tác dụng chống ung thƣ 6
1.1.3.2. Một số tác dụng khác 9
1.2. PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP 10
1.2.1. Phản ứng Niementowski V. và phản ứng Niementowski V. mở rộng.
11
1.2.2. Phản ứng của Shishoo C. J. 12
1.2.3. Phản ứng ngƣng tụ anthanilamid và benzoyl clorid 12

1.2.4. Phản ứng ngƣng tụ anthranilamid và aldehyd 13
CHƢƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 15
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, HÓA CHẤT, DUNG MÔI 15
2.2. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 16
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
2.3.1. Phƣơng pháp tổng hợp 2- aryl-4-quinazolinon 16
2.3.2. Phƣơng pháp tinh chế và xác định cấu trúc 16
2.3.3. Phƣơng pháp xác định hoạt tính kháng tế bào ung thƣ 17
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 19
3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC 19
3.1.1. Tổng hợp dẫn chất trung gian 2-amino benzamid 21
3.1.2. Tổng hợp dẫn chất trung gian aldehyd thơm 24
3.1.3. Tổng hợp dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon (14a-k; 15a-c) 25
3.2. KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT, KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC 35
3.2.1. Kiểm tra độ tinh khiết 35
3.2.2. Khẳng định cấu trúc 37
3.3. THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƢ 44
CHƢƠNG 4: BÀN LUẬN 46



4.1. VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC 46
4.1.1. Tổng hợp dẫn chất trung gian 2-amino benzamid và khẳng định cấu
trúc 46
4.1.2. Tổng hợp dẫn chất trung gian aldehyd thơm và khẳng định cấu trúc 48
4.1.3. Tổng hợp dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon (14a-k; 15a-c) 48
4.2. VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC 50
4.2.1. Phổ hồng ngoại( IR) 50
4.2.2. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton (

1
H-NMR) 51
4.2.3. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân
13
C (
13
C-NMR) 53
4.2.4. Phổ khối lƣợng (MS) 55
4.3. VỀ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƢ 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61
KẾT LUẬN 61
KIẾN NGHỊ 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

ATCC
Tiêu chuẩn Mỹ (the American Type Culture Collection )
13
C-NMR
Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân
1
H-NMR
Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton
CTCT
Công thức cấu tạo
CTPT
Công thức phân tử
ppm
Độ dịch chuyển hóa học (phần triệu)
DCM
Dicloromethan
DMAC
N,N-dimethylacetamid
DMEM

Môi trƣờng nuôi cấy tế bào (Dulbecco's Modified Eagle Medium)
DMF
Dimethylformamid
DMSO
Dimethylsulfoxid
DMSO-d6
Dimethylsulfoxid deutri hóa
EC
50

Nồng độ 50% có tác dụng tối đa
ESI
Ion hóa phun điện (Electron Spray Ionization)
EtOAc
Ethylacetat
Hep-G2
Hepatocellular carcinoma - tế bào ung thƣ gan
IC
50

Nồng độ ức chế 50% tế bào ung thƣ thử nghiệm
IR
Phổ hồng ngoại (Infrared Spectrometry)
J
Hằng số tƣơng tác (Hz)
KB
Human epidemic carcinoma - tế bào ung thƣ da
LU
Human lung carcinoma - tế bào ung thƣ phổi
MCF-7

Human breast carcinoma - tế bào ung thƣ vú
MIC
Nồng độ ức chế tối thiểu
MOM
Methoxy methyl
MS
Phổ khối lƣợng (Mass Spectrometry)
MTT
3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromid
PMB
p-Methoxylbenzyl
SKLM
Sắc ký lớp mỏng
TLC
Sắc ký bản mỏng (Thin Layer Chromatography)
T
nc

Nhiệt độ nóng chảy
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

TT
Tên bảng
Trang
1
Bảng 3.1
Kết quả tổng hợp các dẫn chất 14a-k và 15a-c
35
2
Bảng 3.2

Giá trị R
f
và T
nc
của các dẫn chất 14a-k và 15a-c
36
3
Bảng 3.3
Kết quả phân tích phổ khối lƣợng (LC-MS) của các dẫn
chất 14a-k và 15a-c
38
4
Bảng 3.4
Số liệu phổ IR của các dẫn chất 14a-k và 15a-c
39
5
Bảng 3.5
Số liệu phổ
1
H-NMR của các dẫn chất 14a-k và 15a-c
40
6
Bảng 3.6
Số liệu phổ
13
C-NMR của các dẫn chất 14a-k và 15a-c
42
7
Bảng 3.7
Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của 14a-k và 15a-c

trên 4 dòng tế bào ung thƣ ngƣời.
45, 57
8
Bảng 4.1
Phổ
1
H-NMR của các dẫn chất trung gian 4, 6, 11

48













DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
HÌNH VẼ
TT
Tên hình
Trang
1
Hình 1.1
Cấu trúc hợp chất 7,8-dimethoxy-2-methyl-3-(4,5-

methylendioxy-2-vinylphenyl) isoquinolin-1(2H)-on.
2
2
Hình 1.2
Cấu trúc dãy hợp chất 3-arylisoquinolinon trong nghiên
cứu của Cho và cộng sự
3
3
Hình 1.3
Cấu trúc các hợp chất 3-arylisoquinazolinon trong nghiên
cứu của Cho và cộng sự
3
4
Hình 1.4
Cấu trúc một số dẫn chất 3-arylisoquinolinon có hoạt
tính chống ung thƣ cao
4
5
Hình 1.5
Cấu trúc nhóm hợp chất HCT 116
4
6
Hình 1.6
Cấu trúc nhóm hợp chất 6-alkylamino- và 2,3-dihydro-
3’-methoxy-2-phenyl-4-quinazolinon
7
7
Hình 1.7
Cấu trúc nhóm hợp chất 6-pyrrolidinyl-2-(2-subtituted
phenyl)-4-quinazolinon

7
8
Hình 1.8
Cấu trúc hợp chất 2- (naphtalen-1-yl)-6-pyrrolidinyl-4-
quinazolinon
8
9
Hình 1.9
Cấu trúc hợp chất 2- aryl-6-substituted quinazolinon
8
10
Hình 1.10
Cấu trúc của dẫn chất Ratitrexed
9
11
Hình 1.11
Cấu trúc của hợp chất Methaqualon
9
12
Hình 4.1
Phổ hồng ngoại của chất 15c
51
13
Hình 4.2
a)Phổ
1
H-NMR; b) Phổ
1
H-NMR giãn rộng của chất 15c
52, 53

14
Hình 4.3
a)Phổ
13
C-NMR; b) Phổ
13
C-NMR giãn rộng của chất
15c
54, 55
15
Hình 4.4
Phổ khối lƣợng (MS) của chất 15c
56




SƠ ĐỒ
TT
Tên sơ đồ
Trang
1
Sơ đồ 1.1
Thiết kế các dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon dựa trên
phƣơng pháp nhóm thế đẳng cấu sinh học
6
2
Sơ đồ 1.2
Phản ứng tổng hợp Niementowski V.
11

3
Sơ đồ 1.3
Phản ứng tổng hợp Niementowski V cải tiến
11
4
Sơ đồ 1.4
Phản ứng tổng hợp của Patel V.S và Patel S.R
11
5
Sơ đồ 1.5
Phản ứng tổng hợp của Shishoo C.J và cộng sự
12
6
Sơ đồ 1.6
Phản ứng tổng hợp của Hour M. J. và cộng sự
12
7
Sơ đồ 1.7
Phản ứng ngƣng tụ anthranilamid và benzoyl clorid cải
tiến
13
8
Sơ đồ 1.8
Phản ứng tổng hợp của Hour M. J. và cộng sự
13
9
Sơ đồ 1.9
Phản ứng tổng hợp của Na Yeun Kim và Cheol-Hong
Cheon
14

10
Sơ đồ 3.1
Tổng hợp các dẫn chất trung gian 2-amino benzamid
19
11
Sơ đồ 3.2
Tổng hợp dẫn chất trung gian 2-(dimethylamino)
benzaldehyd
19
12
Sơ đồ 3.3
Tổng hợp các dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon
20,25
13
Sơ đồ 3.4
Tổng hợp 2-amino-5-methyl benzamid
21
14
Sơ đồ 3.5
Tổng hợp 2-amino-4-methyl benzamid
22
15
Sơ đồ 3.6
Tổng hợp 2-amino-5-(dimethylamino) benzamid
23
16
Sơ đồ 3.7
Tổng hợp 2-(dimethylamino)benzaldehyd
24
17

Sơ đồ 4.1
Cơ chế tổng hợp các chất 2-aryl-4-quinazolinon
49












1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay tỷ lệ mắc các bệnh ung thư có xu hướng gia tăng ở hầu hết các quốc
gia trên thế giới, đứng thứ hai sau bệnh tim mạch ở các nước phát triển [4]. Theo tổ
chức Y tế Thế giới ước tính trên toàn cầu có khoảng 20 triệu người đang mắc ung thư,
trong đó có khoảng 6 triệu người chết hàng năm. Tỷ lệ chết do ung thư chiếm 12%
trong các nguyên nhân gây tử vong ở người. Cùng xu hướng trên thế giới thì tại Việt
Nam theo ước tính có đến 150.000 ca mới mắc và khoảng 75.000 người chết vì ung
thư hàng năm [3].
Trong quá trình tìm kiếm các thuốc chống ung thư mới, nhiều nghiên cứu hiện
nay tập trung vào việc tìm kiếm các chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư [24]. Một
trong những dãy hợp chất có hoạt tính gây độc tế bào được chú ý hiện nay là dãy hợp
chất 3-arylisoquinolinon được phát hiện vào những năm cuối thế kỷ 19 [9]. Dựa trên

phát hiện này nhiều nghiên cứu phát triển cấu trúc của 3-arylisoquinolinon nhằm tìm
kiếm các hợp chất mới có tác dụng kháng tế bào ung thư đã được nhiều nhà khoa học
quan tâm và nghiên cứu [6-10]. Một trong những hướng phát triển cấu trúc là thay đổi
các nhóm chức, nhóm thế tương đương sinh học của 3-arylisoquinolinon để tạo nên
dãy hợp chất 2-aryl-4-quinazolinon. Kết quả của một số nghiên cứu cho thấy các dẫn
chất này thể hiện hoạt tính kháng tế bào ung thư tốt [6-11;15-19].
Hội nhập với xu hướng nghiên cứu của thế giới trong việc tìm kiếm các dẫn
chất 2-aryl-4-quinazolinon có hoạt tính kháng tế bào ung thư tốt, luận văn: “Tổng hợp
và thử hoạt tính kháng tế bào ung thƣ của một số dẫn chất 2-aryl-4-
quinazolinon” được tiến hành với hai mục tiêu :
1- Tổng hợp được một số dẫn chất của 2-aryl-4-quinazolinon.
2- Thử hoạt tính của các dẫn chất tổng hợp được trên một số dòng tế bào ung thư.

2

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. 2-ARYL-4-QUINAZOLINON: DẪN CHẤT TƢƠNG ĐƢƠNG SINH HỌC
CỦA 3-ARYLISOQUINOLINON
1.1.1. 3-Arylisoquinolinon
Dãy hợp chất 3-arylisoquinolinon được giáo sư Cho và cộng sự phát triển trong
quá trình nghiên cứu tổng hợp các hợp chất tự nhiên benzo[c]phenanthridin fagaronin
vào năm 1998. Dãy hợp chất này có tác dụng kháng tế bào ung thư tốt dựa trên sự ức
chế enzym topoisomerase I trong quá trình sao chép ADN. Một trong những hợp chất
có tác dụng kháng tế bào ung thư rất tốt ở nồng độ nanomol là 7,8-dimethoxy-2-
methyl-3-(4,5-methylendioxy-2-vinylphenyl)-isoquinolin-1(2H)-on (Hình 1.1) [10].

N
O
H
3

CO
OCH
3
O
O
(IC
50
= 0,2 nM, SKMEL-2)

Hình 1.1: Cấu trúc hợp chất 7,8-dimethoxy-2-methyl-3-(4,5-methylendioxy-2-
vinylphenyl)isoquinolin-1(2H)-on.

Trong quá trình tìm kiếm chất chống ung thư mới, Cho và cộng sự đã sử dụng
hợp chất 7,8-dimethoxy-2-methyl-3-(4,5-methylendioxy-2-vinylphenyl)-isoquinolin-
1(2H)-on làm chất dẫn đường để tổng hợp các dẫn chất 3-arylisoquinolinon. Trong
nghiên cứu này, Cho và cộng sự đã tổng hợp được 12 dẫn chất 3-arylisoquinolinon,
trong đó có 6 hợp chất có tác dụng sinh học trên cả 5 dòng tế bào ung thư thử nghiệm
gồm: ung thư phổi, ung thư buồng trứng, khối u ác tính, ung thư đại tràng, khối u thần
kinh trung ương [10].(Hình 1.2)


3

NH
O
R
1
R
2
R

1
= H; 6-CH
3
; 5-N(CH
3
)
2
R
2
= H; 3,4-OCH
2
O; 4-CF
3
; 4-CH
3
;
2-CH
3
; 4-Cl; 4-Br; 4-OCH
3

Hình 1.2: Cấu trúc dãy hợp chất 3-arylisoquinolinon trong nghiên cứu của
Cho và cộng sự
Cũng cùng xu hướng nghiên cứu trên năm 2009, Cho và cộng sự tiếp tục tổng
hợp được 9 dẫn chất 3-arylisoquinolinon (Hình 1.3) và thử nghiệm hoạt tính sinh học
trên 3 dòng tế bào ung thư gồm: ung thư phổi, ung thư đại tràng, và ung thư buồng
trứng. Trong đó, hợp chất có nhóm thế R
1
= CH
3;

R
2
= R
3
= R
4
= H; R
5
= PMB (p-
methylbenzyl); và hợp chất có nhóm thế R
2
= CH
3;
R
1
= R
3
= R
4
= H; R
5
= PMB là 2
hợp chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư cao trên cả 3 dòng tế bào ung thư với IC
50

từ 2,37μg/ml đến 13,27μg/ml [8].
NH
O
R
1

= H; CH
3
R
2
= H; CH
3
R
3
= H; OCH
3
R
4
= H; OCH
3
R
5
= PMB; MOM
R
1
R
2
R
3
R
4
OR
5

Hình 1.3: Cấu trúc các hợp chất 3-arylisoquinolinon trong nghiên cứu của
Cho và cộng sự

Trên thế giới cũng có rất nhiều nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính kháng tế
bào ung thư của các dẫn chất 3-arylisoquinolinon. Trong một thử nghiệm in vitro trên
5 dòng tế bào ung thư người (phổi, buồng trứng, khối u ác tính, đại tràng và thần kinh
trung ương), các dẫn chất 3-arylisoquinolinon có tác dụng kháng tế bào ung thư tốt
[10, 11]. Một trong những dẫn chất của 3-arylisoquinolinon có hoạt tính sinh học cao
đó là dẫn chất 3-napthalenylisoquinolinon [6]. Một số dẫn xuất 3-arylisoquinolinon có
tác dụng chống khối u rất tốt tương tự như các thuốc chống lại sự tăng sinh của khối u
4

ác tính [17,18]. Bên cạnh dẫn chất chứa vòng thơm ở vị trí số 3 của vòng quinazolinon
các dị vòng khác có đặc tính thơm như: thiophen, pyridin, furan cũng có hoạt tính
kháng tế bào ung thư [18].(Hình 1.4)
NH
O
Y
1
Y
2
R
5
R
4
R
3
R
2
R
1
NH

O
R
1
R
2
R
3
R
4
NH
Ar
O
Y
1
Y
2
Y
1,2
= H, N(CH
3
)
2
R
1-5
= H, OCH
3
, Cl, Br, OC
2
H
5

,
Ar: Thiophenyl;
pyridinyl; furanyl

Hình 1.4: Cấu trúc một số dẫn chất 3-arylisoquinolinon có hoạt tính chống ung
thƣ cao
Đặc biệt tác giả Kazuo Hatturi và cộng sự ở công ty dược phẩm Chugai, Nhật
Bản cũng đã tổng hợp và đăng ký bản quyền về dãy hợp chất 3-arylisoquinolinon với
hoạt tính chống ung thư. Nhóm hợp chất tổng hợp được thử tác dụng sinh học trên tế
bào ung thư trực tràng và thể hiện tác dụng rất cao ở nồng độ IC
50
khoảng 1 nanomol
(Hình 1.5) [15,16].


NH
O
(H
3
C)
2
N
NH
O
(H
3
C)
2
N
NH

O
(H
3
C)
2
N
N(CH
3
)
2
HCT 116
IC
50
= 1,1 nM
H
3
CO
OCH
3
OCF
3
HCT 116
IC
50
= 8,9 nM
HCT 116
IC
50
= 3,5 nM

Hình 1.5: Cấu trúc nhóm hợp chất 3-arylisoquinolinon có tác dụng trên
dòng tế bào ung thƣ trực tràng HCT 116

Như vậy, dãy các hợp chất 3-arylisoquinolinon đã và đang được nhiều nhà khoa
học trên thế giới quan tâm và nghiên cứu nhằm tìm ra các hợp chất có hoạt tính kháng
tế bào ung thư mới để ứng dụng trong điều trị.
5

1.1.2. Phát triển khung 3-arylisoquinolinon thành 2-aryl-4-quinazolinon
Với mục tiêu tìm kiếm các chất có hoạt tính chống ung thư, luận văn sử dụng
phương pháp nhóm thế đẳng cấu sinh học trong thiết kế thuốc để phát triển cấu trúc
hóa học của dẫn chất 3-arylisoquinolinon. Phương pháp nhóm thế đẳng cấu sinh học là
một phương pháp tiếp cận thay đổi chất dẫn đường, hoặc thay đổi trong quá trình
chuyển hóa thuốc mà không làm thay đổi nhiều về mặt cấu trúc hóa học [2,20]. Trong
lĩnh vực nghiên cứu và phát triển thuốc, nhóm thế đẳng cấu sinh học đã trở thành một
trong các công cụ được ứng dụng rất có hiệu quả để thiết kế cấu trúc. Sở dĩ như vậy là
vì sự thay thế bằng các nhóm đẳng cấu sinh học thường đem lại các chất có hoạt tính
sinh học khá tương tự nhau nhưng lại có sự khác nhau rõ rệt về các tính chất lí hóa học
khác như độ phân cực, độ bền hóa học, v.v… Cho đến nay nhóm đẳng cấu sinh học
thường được coi là những nhóm hoặc chất có tính chất lý hóa học tương tự nhau và có
một loại hoạt tính sinh học tương tự nhau [2].
Hiện nay có 6 kiểu thay thế hay được áp dụng trong phương pháp sử dụng
nhóm đẳng cấu sinh học cho thiết kế cấu trúc, bao gồm: thay thế nguyên tử hoặc nhóm
có hóa trị 1, thay thế nguyên tử hoặc nhóm có hóa trị 2, thay thế nguyên tử hoặc nhóm
có hóa trị 3, thay thế bằng các vòng tương đương, thay thế bằng các nhóm có độ phân
cực tương tự nhau, và thay thế bằng các nhóm chức có cấu trúc đảo ngược [2].
Phương pháp thay thế bằng vòng tương đương được coi là các nhóm đẳng cấu
sinh học của nhau (các vòng đẳng cấu sinh học), là một trong các kỹ thuật thiết kế cấu
trúc được sử dụng phổ biến nhất đặc biệt hiệu quả. Có thể tìm thấy rất nhiều nghiên
cứu khoa học sử dụng kỹ thuật thay thế bằng các vòng đẳng cấu sinh học đã được công

bố. Đặc biệt, sự thay thế -CH= bằng –N= trong các vòng thơm là trường hợp hay gặp
và hiệu quả nhất trong số các nhóm đẳng cấu sinh học kinh điển [2].
Như vậy, dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon là hợp chất tương đương sinh học với
dẫn chất 3-arylisoquinolinon, vốn được biết đến là có tác dụng kháng tế bào ung thư
tốt. Trong luận văn này, một số dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon với các nhóm thế
tương tự ở khung dị vòng cũng như tại vòng phenyl được thiết kế với mong muốn tìm
ra các hợp chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư triển vọng. (Sơ đồ 1.1)
6

NH
O
3-arylisoquinolinon
R
2
R
1
R
3
NH
N
O
R
2
R
1
R
3
2-aryl-4-quinazolinon

Sơ đồ 1.1: Thiết kế các dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon dựa trên phƣơng pháp

nhóm thế đẳng cấu sinh học
1.1.3. Một số tác dụng sinh học của dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh
học cho thấy các dẫn chất được tổng hợp từ quinazolinon có nhóm thế ở vị trí số 2 có
tác dụng sinh học phong phú như: chống ung thư, an thần, kháng khuẩn, kháng nấm,
v.v … Đặc biệt, các dẫn chất có nhóm thế ở vị trí số 6 hay vị trí số 7 ở vòng
quinazolinon và các nhóm thế (CH
3
, OCH
3
, OCF
3
, …) ở vị tri 2’,3’, của vòng thơm ở
vị trí số 2 của vòng quianzolinon cho thấy hoạt tính sinh học của các dẫn chất tăng lên
đáng kể.
1.1.3.1. Tác dụng chống ung thư
Về tác dụng chống ung thư, trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu
khoa học của các dẫn chất 2- aryl - 4- quinazolinon.
Tác giả Mann-Jen Hour và các cộng sự đã công bố kết quả về tổng hợp và thử
tác dụng gây độc tế bào của 6-alkylamino- và 2,3-dihydro-3’-methoxy-2-phenyl-4-
quinazolinon và các hợp chất liên quan. Dựa trên cấu trúc khung các tác giả đã tổng
hợp đươc 18 dẫn chất. Trong đó các hợp chất có R
6
là các nhóm thế dị vòng chứa N;
R
7
= R
2
' = R
4

' = R
5
' = H; và R
3
' = -OCH
3
có hoạt tính kháng tế bào ung thư rất tốt ở cả
9 dòng tế bào ung thư thử nghiệm với giá trị EC
50
< 1,0µg/mL [23].
7

NH
N
O
R
5
'
R
6
R
7
R
4
'
R
3
'
R
2

'
R
6
= H; OCH
3
; OCH
2
O; N(CH
3
)
2
;
R
7
= R
2
' = R
4
' = R
5
' = H; OCH
3
R
3
' = OCH
3
N N N CH
3
O
N

;
;
;

Hình 1.6: Cấu trúc nhóm hợp chất 6-alkylamino- và 2,3-dihydro-3’-
methoxy-2-phenyl-4-quinazolinon
Năm 2007, tác giả Mann-Jen Hour và các cộng sự tiếp tục nghiên cứu về dẫn
chất 6-pyrrolidinyl-2-(2-subtituted phenyl)-4-quinazolinon. Nhóm hợp chất tổng hợp
được cho tác dụng tốt đối với việc ức chế sự phát triển của tế bào ung thư máu ở người
và ở chuột thử nghiệm với giá trị EC
50
từ 0,30 10,10µM. Trong đó, nhóm thế R là -
F, -Cl và -N(CH
3
)
2
cho hoạt tính kháng tế bào ung thư cao nhất [22].
NH
N
O
N
R = F,Cl, OCF
3
, OH, OCH
3
, OC
2
H
5
, N(CH

3
)
2
R

Hình 1.7: Cấu trúc nhóm hợp chất 6-pyrrolidinyl-2-(2-subtituted phenyl)-
4-quinazolinon
Năm 2011, tác giả Yang C. Wu và cộng sự tiến hành thử hoạt tính chống khối u
của 2- (naphtalen-1-yl)-6-pyrrolidinyl-4-quinazolinon trên các dòng tế bào ung thư
người. Kết quả cho thấy hợp chất này có hoạt tính sinh học cao trên 3 dòng tế bào ung
thư với các giá trị IC
50
như sau: tế bào ung thư phổi (IC
50
= 0,053 ± 0,006 µM), tế bào
ung thư vòm họng (IC
50
= 0,041 ± 0,003 µM), tế bào ung thư biểu bì (IC
50
= 0,083 ±
0,01 µM) [33].
8

NH
N
O
N

Hình 1.8: Cấu trúc hợp chất 2- (naphtalen-1-yl)-6-pyrolidinyl-4-quinazolinon
Gần đây nhất năm 2013, tác giả Mann-Jen Hour và các cộng sự tiếp tục công bố

kết quả thử tác dụng sinh học trên 5 dòng tế bào ung thư người: khối u ác tính, ung thư
phổi, ung thư biểu mô không nhỏ ở phổi, ung thư gan và ung thư vòm họng của 15 dẫn
chất 2- aryl-6-substituted quinazolinon tổng hợp được. Kết quả cho thấy có 6 dẫn chất
có tác dụng gây độc tế bào mạnh ở nồng độ IC
50
từ 0,07 μM đến 8,89 μM trên cả 5
dòng tế bào ung thư. Trong đó hợp chất có nhóm thế R
6
là pyrrolidinyl và R
2
là vòng
napthalenyl cho tác dụng gây độc tế bào mạnh nhất ở nồng độ IC
50
từ 0,03-1,35 μM
trên 5 dòng tế bào ung thư thử nghiệm [21].
N
N
O
N
R
6
=
R
6
=
R
6
=
R
6

=
R
6
= OCH
3
R
6
= N(CH
3
)
2
N
R
2
=
R
2
=
R
2
=
N
S
NH
N
R
6
R
2
O

Hình 1.9: Cấu trúc nhóm hợp chất 2- aryl-6-substituted quinazolinon
Trong những năm gần đây một số dẫn chất 4(3H)-quinazolinon có nhóm thế ở
vị trí số 2 đã được sử dụng làm tác nhân chống ung thư. Ratitrexed (ZD 1694) có độ
tan tốt trong nước, là tác nhân ức chế thymidalat synthase. Chất này tương tự acid folic
được vận chuyển một cách có hiệu quả vào tế bào của động vật có vú qua tác nhân vận
chuyển folat. Hợp chất này đã được đưa vào điều trị bệnh ung thư kết tràng tiến triển
dưới tên biệt dược Tomudex
®
( Astra Zeneca) [19].
9

NH
N
O
CH
3
N
S
NH
CH
3
O
HOOC(H
2
C)
2
HOOC

Hình 1.10: Cấu trúc của hợp chất Ratitrexed

Như vậy, tác dụng chống ung thư hay hoạt tính độc tế bào trên tế bào ung thư
của các dẫn chất quinazolinon là tác dụng sinh học được các nhà khoa học quan tâm
nhất. Vì vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi tập trung nghiên cứu hoạt tính kháng các
tế bào ung thư. Ngoài ra, dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon còn nhiều tác dụng sinh học
phong phú khác như: an thần, gây ngủ, kháng khuẩn, kháng nấm…

1.1.3.2. Một số tác dụng khác
Tác dụng an thần, gây ngủ
Methaqualon là thuốc an thần được nhà khoa học người Ấn Độ Gujiral M.L.
phát minh vào năm 1955 trong chương trình nghiên cứu thuốc phòng chống sốt rét và
được đưa ra thị trường như là một thuốc an thần không gây nghiện vào năm 1966 dưới
tên biệt dược: Renonal
®
, Melsed
®
, hay Mandrax
®
[30].
Mặc dù, Methaqualon có nhiều tác dụng phụ, nhưng vẫn có nhiều nghiên cứu
tiếp theo để tìm kiếm thuốc có tác dụng an thần, gây ngủ tương tự như Methaqualon
nhưng độc tính thấp hơn, chủ yếu là các nghiên cứu tổng hợp và thử sàng lọc tác dụng
an thần, gây ngủ của các hợp chất 2-alkyl-3-aryl-4-quinazolinon [12].

N
N
O

Hình 1.11: Cấu trúc của hợp chất Methaqualon
Ngoài ra còn có một số hoạt chất phát triển về sau này như mecloqualon,

ethaqualon có tác dụng an thần gây ngủ nhưng đều có vấn đề về dung nạp thuốc và sự
lệ thuộc thuốc nên các hoạt chất này đều bị kiểm soát chặt chẽ [12].
10

Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
Về tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon,
trên thế giới đã có nhiều công trình khoa học nghiên cứu về tác dụng này.
Năm 2007, hai nhà khoa học người Ai Cập là Awwad A. Radwan và Salah G.
Ali đã tiến hành nghiên cứu để tài tổng hợp các dẫn chất 4(3H)- quinazolinon mới có
hoạt lực kháng khuẩn, kháng nấm. Trong nghiên cứu này một loạt các dẫn chất 4(3H)-
quinazolinon được tổng hợp có hoạt tính kháng khuẩn tốt [5].
Gần đây nhất năm 2012, G.Khodarahmi và Hassanzadeh cùng các cộng sự tiếp
tục nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm và hoạt tính gây độc tế bào của một
số dẫn chất Quinazolinon mới tổng hợp. Kết quả thử nghiệm cho thấy các dẫn xuất
tổng hợp có hiệu lực với cả vi khuẩn Gram dương và Gram âm đặc biệt trên hai chủng
Staphylococcus aureus và Pseudomonas aeruginosa có hiệu lực cao ở nồng độ mg/ml
[13].
Ngoài ra, dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon còn nhiều tác dụng sinh học phong
phú khác như: tác dụng chống động kinh, tác dụng làm mềm cơ, tác dụng lợi tiểu,
v.v…

Tại Việt Nam, hiện nay chưa có nghiên cứu nào về dẫn chất 2-aryl-4-
quinazolinon. Như vậy, trong luận văn này sử dụng phương pháp thay thế vòng đẳng
cấu sinh học trong thiết kế cấu trúc các dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon từ dẫn chất 3-
arylisoquinolinon, vốn được biết đến là dẫn chất có tác dụng kháng tế bào ung thư tốt,
với mong muốn tìm kiếm sàng lọc những hợp chất có hoạt tính kháng ung thư có triển
vọng.

1.2. PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP
Hiện nay nhiều dẫn chất của quinazolinon ngoài việc được ứng dụng làm thuốc

còn được sử dụng làm nguyên liệu trong tổng hợp hóa học, trong hóa phân tích và
nhiều ứng dụng khác. Do tiềm năng ứng dụng đa dạng của các dẫn chất quinazolinon,
nên từ cuối thế kỉ 19 đến nay đã có nhiều phương pháp tổng hợp quinazolinon và dẫn
chất được công bố trong nhiều tài liệu khác nhau.
11

1.2.1. Phản ứng Niementowski V. và phản ứng Niementowski V. mở rộng.
Phương pháp tổng hợp dẫn chất quinazolin-4-on phổ biến nhất là phản ứng lần
đầu tiên đươc Niementowski V. mô tả năm 1885 và ngày nay phản ứng mang tên ông
[28]. Khi đun nóng acid anthranilic với một lượng dư formamid ở 120
o
C, nước được
giải phóng và hầu như acid anthranilic được chuyển hoàn toàn thành quinazolin-4-on.
Có nhiều cải tiến đối với phản ứng Niementowski V., phản ứng có thể tiến hành với
các dẫn chất của acid anthranilic thế cho các dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon. Tuy
nhiên, theo quy luật cần tiến hành phản ứng ở nhiệt độ cao hơn và thời gian phản ứng
kéo dài hơn.
H
N
COOH
R
1
HCONH
2
R
O
N
R
1
NH

O
R

Sơ đồ 1.2: Phản ứng tổng hợp của Niementowski V.
Phản ứng cũng có thể thực hiện được với các amid mạch thẳng tạo thành các
dẫn chất thế alkyl ở vị trí số 2 [7]. Nói chung phải tiến hành phản ứng ở nhiệt độ cao
hơn và hiệu suất giảm đi khi khối lượng phân tử amid tăng lên.
Phản ứng Niementowski V. cũng có thể tiến hành bằng cách ngưng tụ giữa
amid của acid anthranilic với ethyl orthoformat [25] .
NH
2
CONH
2
Cl
NH
N
O
ClCH
2
(OC
2
H
5
)
2
O(CH
2
CH
2
OH)

2

Sơ đồ 1.3: Phản ứng tổng hợp Niementowski V cải tiến.
Patel V.S và Patel S.R. đã cải tiến phản ứng Niementowski V. bằng phản ứng
đóng vòng giữa các acid N-acylantharanilic thế với formamid ở nhiệt độ từ 100
o
C đến
180
o
C trong khoảng 3 giờ thu được dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon với hiệu suất từ
60% đến 83% [29].
H
N
COOH
R
1
HCONH
2
R
O
N
R
1
NH
O
R

Sơ đồ 1.4: Phản ứng tổng hợp của Patel V.S và Patel S.R .
12

1.2.2. Phản ứng của Shishoo C. J.
Theo Shishoo C.J. và cộng sự, các dẫn chất quinazolin-4-on thế ở vị trí số 2 có
thể tổng hợp dễ dàng bằng phản ứng giữa ester methyl anthranilat với các nitril với sự
có mặt của khí hydroclorid khan trong dioxan [32]. (Sơ đồ 1.5)
NH
2
OR'
O
NH
N
O
R
C NHR
X

Sơ đồ 1.5: Phản ứng tổng hợp của Shishoo C.J. và cộng sự.
Phản ứng này có nhược điểm là khí hydroclorid bay hơi trong quá trình phản
ứng dễ ăn mòn dụng cụ và thiết bị thí nghiệm nên ít được sử dụng.
1.2.3. Phản ứng ngưng tụ anthanilamid và benzoylclorid
Phản ứng ngưng tụ anthranilamid và benzoylclorid là phản ứng hay được sử
dụng trong tổng hợp các dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon.
Hour M. J. và cộng sự đã có rất nhiều nghiên cứu về hợp chất 2-aryl-4-
quinazolinon. Trong nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của nhóm dẫn chất
6-pyrrolidinyl-2-(2-substited phenyl)-4-quinazolinon, ông và cộng sự đã tổng hợp
được hợp chất 2-(2-dimethylaminophenyl)-6-pyrrolidinyl-4-quinazolinon bằng cách sử
dụng NaHSO
3
làm xúc tác trong môi trường N,N-dimethylacetamid (DMAC). Phản
ứng được đun hồi lưu ở 150
o

C trong khoảng 2 giờ, sau đó đổ hỗn hợp phản ứng vào
nước đá (Sơ đồ 1.6). Hiệu suất phản ứng là 25,0% [23].

NH
2
NH
2
O
N
NH
O
NaHSO
3
, DMAC
150
o
C
N
(H
3
C)
2
N
Cl
O
N
N(CH
3
)
2

Sơ đồ 1.6: Phản ứng ngƣng tụ anthranilamid và benzoylclorid
Phản ứng cho hiệu suất thấp có thể do hợp chất benzoylclorid kém bền dễ bị
thủy phân và khó bảo quản.

13

Năm 2013, hai nhà khoa học Monireh Shakiba Nahad và Ghodsi Mohammadi
Ziarani đã nâng cao hiệu suất phản ứng ngưng tụ anthranilamid và benzoylclorid bằng
cách sử dụng chất xúc tác SBA-Pr-SO
3
H, một acid có cấu trúc nano, trong dung môi
ethanol hoặc dimethylformamid (DMF), hỗn hợp phản ứng được đun nóng ở 130
o
C.
Hiệu suất phản ứng là 52 - 91% [26]. (Sơ đồ 1.7)
NH
2
NH
2
O
N
NH
O
SBA-Pr-SO3H
C
2
H
5

OH/DMF, 130
o
C
Cl
O
R
R
R = 3-Cl; 4-Cl; 2,4-(Cl)
2
; 2-CH
3

Sơ đồ 1.7: Phản ứng ngƣng tụ anthranilamid và benzoyl clorid cải tiến
1.2.4. Phản ứng ngưng tụ anthranilamid và aldehyd
Cũng theo Hour M. J. và cộng sự thì các dẫn chất 2-aryl-4(3H)-quinazolinon
được tổng hợp bằng cách ngưng tụ dẫn chất của anthranilamid và benzaldehyd. Tương
tự phản ứng ngưng tụ anthranilamid và benzoyl clorid, phản ứng này sử dụng NaHSO
3

làm chất xúc tác phản ứng ngưng tụ và DMAC làm dung môi phản ứng. Phản ứng
được đun hồi lưu trong 2 giờ ở nhiệt độ 150
o
C. Hiệu suất phản ứng là 75 - 95%.

NH
2
R
NH
2
O

H R'
O
N
R
NH
O
R'
NaHSO
3
, DMAC
150
o
C

Sơ đồ 1.8: Phản ứng tổng hợp của Hour M. J. và cộng sự
Phương pháp của Hour M. J. được sử dụng để tổng hợp nhiều dẫn chất thế ở C
2
,
C
6
, C
7
của vòng quinazolinon. Năm 2013, Hour M. J. và cộng sự đã tổng hợp được 16
dẫn chất 2-aryl-4-quinazolinon.
Đặc biệt gần đây nhất năm 2014, Na Yeun Kim và Cheol-Hong Cheon đã phát
triển phương pháp tổng hợp các hợp chất quinazolion bằng phản ứng ngưng tụ
anthranilamid và các aldehyd trong điều kiện oxy hóa chân không trong dung môi
14

dimethyl sulfoxid (DMSO), phản ứng được đun ở nhiệt độ 100

o
C trong 12-36 giờ, và
cho hiệu suất phản ứng 38 - 98% [27].
NH
2
NH
2
O
H
O
R
NH
N
O
R
DMSO, 100
o
C
12-36h

Sơ đồ 1.9: Phản ứng tổng hợp của Na Yeun Kim và Cheol-Hong Cheon



15

CHƢƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, HÓA CHẤT, DUNG MÔI
Các hóa chất, dung môi dùng trong quá trình tổng hợp có xuất xứ từ các công ty

như: Merk, Sigma-Aldrich, Trung Quốc,v.v… Các hóa chất này được sử dụng trực
tiếp không qua tinh chế thêm. Các hóa chất được trình bày ở bảng dưới đây:
TT
Nguyên liệu
Xuất xứ
TT
Nguyên liệu
Xuất xứ
1
2- Methylbenzaldehyd
Merk
16
Ethylacetat
Trung
Quốc
2
3- Methylbenzaldehyd
Merk
17
Nước cất
VN
3
2-Trifloromethylbenzaldehyd
Merk
18
CDCl
3
Merk
4
3-Trifloromethylbenzaldehyd

Arcros
19
DMSO-d6
Merk
5
2-
Trifloromethoxybenzaldehyd
Arcros
20
Dimethylformamid
Merck
6
3-
Trifloromethoxybenzaldehyd
Arcros
21
Khí H
2
Việt
Nam
7
2- Florobenzaldehyd
Merk
22
Acid 5-cloro-2-nitrobenzoic
Merk
8
3- Florobenzaldehyd
Merk
23

2-amino-4-methylbenzonitril
Merk
9
Naphthalen-1-carbaldehyd
Merk
24
Acid5-methyl-2-nitrobenzoic
Merk
10
Methanol
Merk
25
Ammonia Water
Trung
Quốc
11
Ethanol
Trung
Quốc
26
NaHSO
3
Trung
Quốc
12
Diclomethan

Merck
27
N,N-dimethylacetamid

Merk
13
n-N-hexan
Malaysia
28
Dimethylamin 40%
Fischer
14
Aceton
Trung
Quốc
29
Thionylclorid
Merk
15
KOH
Trung
Quốc
30
10% Pd/C
Merk