Tổng hợp một số dẫn chất lai hóa azaartemisinin aminoquinolin qua cầu nối amid với định hướng chống sốt rét

TRƯ
MỘ
T S
AZA
ARTEMISININ
QUA C
VỚI ĐỊ
NH HƯ
KHÓA LU
BỘ Y TẾ
TRƯ
ỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ N
Ộ



NGUYỄN TRUNG KIÊN

TỔNG HỢP
T S
Ố DẪN XUẤ
T LAI HÓA
ARTEMISININ
-
AMINOQUINOLIN
QUA C
ẦU NỐ
I AMID
NH HƯ
ỚNG CHỐ
NG S

KHÓA LU
ẬN TỐT NGHIỆP DƯỢ
C S



Hà Nội – 2015
ỘI
T LAI HÓA
AMINOQUINOLIN

I AMID

NG S
ỐT RÉT
C S
Ĩ
BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN TRUNG KIÊN

TỔNG HỢP
MỘT SỐ DẪN XUẤT LAI HÓA
AZARTEMISININ-AMINOQUINOLIN
QUA CẦU NỐI AMID
VỚI ĐỊNH HƯỚNG CHỐNG SỐT RÉT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:
1. TS. Đào Thị Kim Oanh
2. TS. Nguyễn Quốc Vượng
Nơi thực hiện:
Viện Hóa sinh biển
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Hà Nội - 2015
LỜI CẢM ƠN
Trước khi bắt đầu viết những phần chính trong khóa luận này, tôi xin
được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến những người trong suốt thời gian
qua đã luôn ở bên cạnh giúp đỡ tôi hoàn thành một cách tốt nhất khóa luận tốt
nghiệp.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất tôi xin bày tỏ lời cám ơn
chân thành đến TS. Đào Thị Kim Oanh, ThS. Trần Thị Lan Hương - Bộ
môn Hóa Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội và TS. Nguyễn Quốc
Vượng, TS. Lê Nguyễn Thành, ThS. Trần Hữu Giáp - Trung tâm Nghiên
cứu phát triển thuốc - Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, thầy cô đã không chỉ tạo những điều kiện tốt nhất giúp tôi
hoàn thành khóa luận mà đã luôn có những hướng dẫn chính xác và kịp thời
những lúc tôi gặp khó khăn, luôn ở bên động viên tôi, tạo cho tôi động lực và
niềm tin lớn.
Tôi cũng xin bày tỏ những tình cảm thân thương đến các anh chị và các
bạn làm việc và học tập tại Trung tâm phát triển thuốc - Viện Hóa sinh biển -
Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam, những người đã chia sẻ vui
buồn, đồng hành cùng tôi trong suốt thời gian qua.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã
quan tâm, động viên tạo động lực cho tôi đi đến ngày hôm nay.

Hà Nội, tháng 5, năm 2015
Sinh viên



Nguyễn Trung Kiên
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
Chương 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Lịch sử phát triển của các thuốc chống sốt rét 2
1.2. Phân loại thuốc điều trị sốt rét 3
1.3. Quinin và các hợp chất liên quan 3
1.3.1. Quinin 3
1.3.2. Các hợp chất có cấu trúc quinolin 4
1.4. Artemisinin và dẫn xuất 5
1.4.1 Artemisinin 5
1.4.2. Các dẫn xuất của artemisinin 5
1.4.3. Hoạt tính chống sốt rét của artemisinin và các dẫn xuất 6
1.4.4. Hiện tượng kháng artemisinin của kí sinh trùng sốt rét 6
1.5. Những hướng nghiên cứu hiện nay về thuốc điều trị sốt rét dựa trên artemisinin 7
1.5.1. Phối hợp thuốc 7
1.5.2. Phương pháp lai hóa 8
1.6. Một số hợp chất nghiên cứu tổng hợp theo phương pháp lai hóa 9
1.6.1. Artemisinin và quinin 9
1.6.2. Artemisinin và primaquin 10
1.6.3. Trioxaquin/ Trioxolaquin 12
1.7. Tổng hợp và hoạt tính chống sốt rét một số dẫn xuất N-azaartemisinin 12
Chương 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 15
2.1. Nguyên liệu, thiết bị 15

2.1.1. Hóa chất 15
2.1.2. Thiết bị dụng cụ 15
2.2. Nội dung nghiên cứu 16
2.2.1. Tổng hợp dẫn xuất 4-aminoquinolin từ 4,7-dicloquinolin (2a-c) 16
2.2.2. Tổng hợp dẫn xuất carboxylic của N-azaartemisinin (4) 16
2.2.3. Tổng hợp dẫn xuất lai hóa giữa N-azaartemisnin với 4-aminoquinolin (5a-c) 16
2.3. Phương pháp nghiên cứu 17
2.3.1. Tổng hợp hóa học 17
2.3.2. Kiểm tra độ tinh khiết 17
2.3.3. Xác định cấu trúc 18
Chương 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 19
3.1. Tổng hợp hóa học 19
3.1.1. Tổng hợp dẫn xuất 4-aminoquinolin từ 4,7-dicloquinolin (2a-c) 19
3.1.2. Tổng hợp dẫn xuất carboxylic của N-azaartemisinin (4) 20
3.1.3. Tổng hợp dẫn xuất lai hóa giữa N-azaartemisnin với 4-aminoquinolin (5a-c) 21
3.2. Kiểm tra độ tinh khiết 22
3.3. Xác định cấu trúc 24
3.3.1. Phổ hồng ngoại (IR) 24
3.3.2. Phổ khối lượng (MS) 25
3.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (
1
H-NMR) 26
3.3.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (
13
C-NMR) 29
3.4. Bàn luận 30
3.4.1. Tổng hợp hóa học 30
3.4.2. Khẳng định cấu trúc 33
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ACTs Phác đồ điều trị phối hợp dựa trên artemisinin (Artemisinin-based
combination therapies)
13
C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
13
C (
13
C nuclear magnetic
resonance)
CDI 1,1'-Carbonyldiimidazol
CTCT Công thức cấu tạo
DCC N,N'-dicyclohexylcarbodiimid
DCM Dicloromethan
DHA Dihydroartemisinin
DMF N,N-dimethylformamid
DMSO Dimethylsulfoxid
EtOH Ethanol
EtOAc Ethylacetat
1
H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
1
H (
1
H nuclear magnetic resonance )

IC
50
Nồng độ ức chế 50% tế bào
IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)
MeOH Methanol
MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry)
PPQ Piperaquin
SKLM Sắc ký lớp mỏng
TMS

Tetramethylsilan



DANH MỤC CÁC BẢNG
STT Tên bảng Trang

Bảng 1.1

Phân loại thuốc sốt rét theo mục đích điều trị 3
Bảng 1.2

Các dẫn chất của artemisinin

6
Bảng 1.3

Một số phác đồ ACTs được khuyến cáo bới WHO 8
Bảng 1.4

Sơ lược phác đồ điều trị sốt rét do Bộ Y Tế ban hành năm
2013
8
Bảng 1.5

Kết quả thử hoạt tính in vitro với chủng P.falciparum 3D7 10
Bảng 1.6

Kết quả thử họa tính in vitro với chủng P.berghei và
chủng P.falciparum W2
11
Bảng 1.7

Các dẫn xuất N-azaartemisinin được tổng hợp dựa trên
phản ứng Ugi
13
Bảng 1.8

Kết quả thử hoạt tính in vitro với chủng P.falciparum
FcB1
14
Bảng 3.1

Khối lượng các amin
2a-c
dùng trong phản ứng 22
Bảng 3.2

Giá trị R

f
của

các chất
2a-c
,
4
,
5a-c
22
Bảng 3.3

Nhiệt độ nóng chảy của các chất
2a-c
,
4
,
5a-c
23
Bảng 3.4

Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) của các chất
5a-c
24
Bảng 3.5

Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) của các chất
2a-c
,
5a-c

25
Bảng 3.6

Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân
1
H-NMR
các chất 2a-c, 4, 5a-c
26
Bảng 3.7

Kết quả phân tích phổ
13
C-NMR các chất
2a-c
29
Bảng 3.8

Kết quả phân tích phổ
13
C-NMR các chất
5a-c
29






DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ
STT Tên hình Trang

Hình 1.1
Công thức hóa học một số hợp chất điều trị sốt rét
thuộc nhóm 4-aminoquinolin
4
Hình 1.2
Công thức hóa học 1 số hợp chất điều trị sốt rét thuộc
nhóm aryl-amino-quinolin
5
Hình 1.3
Quy trình tổng hợp hợp chất lai hóa giữa artemisinin và
quinin theo John J. Walsh
10
Hình 1.4
Quy trình tổng hợp hợp chất lai hóa giữa artemisinin và
primaquin theo Rita Capela
11
Hình 1.5 Công thức hóa học của trioxaquin và trioxolaquin 12
Hình 1.6 Quy trình tổng hợp một số dẫn xuất N-azaartemisinin 13
Sơ đồ 2.1 Tổng hợp các hợp chất trong khóa luận 17
Sơ đồ 3.1 Tổng hợp chất
2a
19
Sơ đồ 3.2 Tổng hợp chất
2b
19
Sơ đồ 3.3 Tổng hợp chất
2c
20
Sơ đồ 3.4 Tổng hợp chất
3

20
Sơ đồ 3.5 Tổng hợp chất
4
21
Sơ đồ 3.6 Tổng hợp chất
5a-c
21
Sơ đồ 3.7 Cơ chế cộng-tách (addition-elimination mechanism) 31
Sơ đồ 3.8 Cơ chế hoạt hóa nhóm carboxylic của CDI 33








1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Bệnh sốt rét là căn bệnh truyền nhiễm xuất hiện từ thời cổ đại, hiện nay
khoảng một nửa dân số thế giới vẫn còn đang phải đối mặt với dịch sốt rét
trong đó có Việt Nam. Khi mà cloroquin và các thuốc khác đã bị kháng hoặc
giảm hiệu lực thì artemisnin là sự lựa chọn hàng đầu trong điều trị sốt rét lâm
sàng hoặc sốt rét do nhiễm P.falciparum. Điều đáng chú ý là gần đây cũng đã
bắt đầu xuất hiện báo cáo về một số trường hợp đề kháng với artemisinin. Với
mục tiêu làm giảm khả năng kháng thuốc của kí sinh trùng với artemisinin, Tổ
chức Y tế Thế giới (WHO) đã đưa ra khuyến cáo sử dụng phác đồ điều trị
phối hợp artemisinin và dẫn xuất với một thuốc điều trị sốt rét khác (ACTs).
Tuy nhiên việc phối hợp hai hay nhiều loại thuốc sử dụng đồng thời sẽ làm

tăng nguy cơ tương tác thuốc, tăng giá thành điều trị và việc sử dụng thuốc
cũng sẽ trở nên phức tạp hơn [8,11,12,16,29].
Phương pháp lai hóa là một hướng đi mới trong nghiên cứu thuốc điều
trị sốt rét trong đó liên kết hai phân tử thuốc thành một phân tử duy nhất đã
tạo điều kiện thuận lợi cho người bệnh sử dụng thuốc mà vẫn hạn chế được
khả năng kháng thuốc của kí sinh trùng sốt rét [21,28].
Phác đồ điều trị phối hợp giữa một dẫn xuất của artemisinin và các dẫn
xuất nhóm 4-aminoquinolin cũng đang là phác đồ điều trị phổ biến nhất hiện
nay. Bên cạnh đó, năm 1995, Daniel S. Torok và Herman Ziffer đã nghiên
cứu tổng hợp, chứng minh hoạt tính điều trị sốt rét của N-azaartemisinin. Vì
vậy chúng tôi thực hiện đề tài “Tổng hợp một số dẫn chất lai hóa
azaartemisinin-aminoquinolin qua cầu nối amid với định hướng chống sốt
rét” với mục tiêu tổng hợp và xác định cấu trúc của 3 dẫn xuất lai hóa
artemisinin-aminoquinolin mới chưa được công bố trong tài liệu nào [18,35].
2

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1. Lịch sử phát triển của các thuốc chống sốt rét
Bệnh sốt rét là căn bệnh truyền nhiễm đã xuất hiện từ thời cổ đại, được
người Ai Cập cổ mô tả trên giấy gió và được bác sĩ nổi tiếng người Hy Lạp
Hippocrates ghi lại khá cụ thể. Ban đầu con người đã biết sử dụng vỏ cây
canh ki na tuy nhiên phải đến đầu thế kỉ XIX, các nghiên cứu hóa học về
thuốc điều trị sốt rét mới thực sự được chú ý, đặc biệt là sau khi nguyên nhân
gây bệnh được bác sĩ người Pháp Laveran xác định vào năm 1880 [2].
Thuốc sốt rét đầu tiên được sử dụng dưới dạng hoạt chất là quinin vào
năm 1834 sau khi được phân lập cùng với 30 alkaloid khác từ cây canh ki na.
Sau đó, năm 1925, plasmoquin - dẫn xuất nhóm 8-aminoquinolin đầu tiên
được tổng hợp ở Đức dựa trên cấu trúc của xanh methylen. Từ đó, atebrin,
mepacrin, primaquin tiếp tục được phát triển [10,25].

Trong chiến tranh thế giới thứ 2, khi mà các đồn điền ở Java Hà Lan -
nguồn cung 97% quinin trên thế giới bị Nhật Bản chiếm, các nhà khoa học
người Mỹ, Anh và Úc đã đẩy mạnh nghiên cứu nhằm tìm ra những hợp chất
thay thế. Có khoảng 16.000 hợp chất được tổng hợp, trong đó có cloroquin -
một trong những thuốc điều trị sốt rét hiệu quả nhất cho tới nay. Năm 1948,
nhóm thuốc antifolic ra đời với sự lần lượt có mặt của proguanil,
cloproguanil, pyrimethamin và sau đó là mefloquin ra đời vào năm 1972 bởi
các nhà khoa học người Mĩ với ưu điểm diệt thể phân liệt mạnh và thải trừ
chậm [7,25].
Vào năm 1972, artemisinin được các nhà khoa học Trung Quốc phân lập
từ cây thanh hao hoa vàng và từ đó đến nay artemisinin và các dẫn xuất ngày
càng chiếm vị trí quan trọng trong các phác đồ điều trị sốt rét [10,18,34].
3

1.2. Phân loại thuốc điều trị sốt rét
Có 2 cách phân loại các thuốc điều trị sốt rét phổ biến là phân loại theo
mục đích điều trị và phân loại theo cấu trúc hóa học. Phân loại theo cấu trúc
hóa học, các thuốc điều trị sốt rét được chia làm 3 nhóm chính đó là:
- Quinin và các hợp chất có cấu trúc tương tự.
- Các thuốc antifolat phối hợp.
- Artemisinin và các dẫn xuất.
Cách phân loại theo mục đích điều trị được trình bày chi tiết ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Phân loại thuốc sốt rét theo mục đích điều trị [8]
Nhóm Mục đích điều trị Đại diện
Thuốc cắt cơn Diệt thể vô tính trong hồng cầu
Quinin, artemisinin,
mefloquin
Thuốc tiệt căn
Thuốc diệt thể vô tính ở chu kỳ
ngoài hồng cầu của P. vivax và

P. malariae
Primaquin
Thuốc dự phòng
nguyên nhân
Thuốc diệt thể vô tính ở chu kỳ
tiền hồng cầu
Pyrimethamin,
cloroquin
Thuốc chống lan
truyền
Diệt giao bào trong máu Primaquin
1.3. Quinin và các hợp chất liên quan
1.3.1. Quinin
Là một trong những alkaloid từ cây canh ki na. Quinin
có khả năng tiêu diệt nhanh thể phân liệt trong hồng
cầu của kí sinh trùng sốt rét, riêng với P.vivax và
P.malarie có thể diệt cả thể giao tử. Thời gian bán thải
các thuốc thuộc nhóm này đều khá dài, với quinin là
khoảng từ 11 - 18h. Mặc dù được phát hiện và sử dụng từ rất lâu, tuy nhiên do
hiệu quả điều trị thấp và độc tính cao nên quinin dần dần được thay thế bằng
những hợp chất mới có các đặc tính tốt hơn [13,23].
N
O
N
HO
Quinin
4

NCl
HN

N
Amodiaquin
OH
N
N
N
Cl
N
N
N
Cl
Piperaquin
1.3.2. Các hợp chất có cấu trúc quinolin
1.3.2.1. Nhóm 4-aminoquinolin
Nhằm thay thế quinin trong chiến tranh thế giới thứ 2, cloroquin được
tìm ra với những ưu điểm vượt trội quinin về sinh khả dụng và độc tính do đó
nhanh chóng được sử dụng rộng rãi. Sau đó amodiaquin được phát triển dựa
trên cấu trúc 4-aminoquinolin [23,26].
Các hợp chất nhóm 4-aminoquinolin chỉ có tác dụng trên thể phân liệt
trong máu mà không có tác dụng trên thể tiền hồng cầu hay giao bào nên các
nhà khoa học giả thiết cơ chế tác dụng của 4-aminoquinolin gây ức chế quá
trình tiêu hóa hemoglobin của kí sinh trùng [23].
Công thức cấu tạo của một số hợp chất điều trị sốt rét thuộc nhóm 4-
aminoquinolin đươc thể hiện trong hình 1.1.
Hình 1.1. Công thức hóa học một số hợp chất điều trị sốt rét
thuộc nhóm 4-aminoquinolin
1.3.2.2. Nhóm 8-aminoquinolin
Trong nhóm 8-aminoquinolin, primaquin là thuốc có
hiệu quả mạnh nhất, tác dụng nổi bật là trên thể ngủ
trong gan của P.vivax và P.ovale. Vì vậy đây là nhóm

thuốc có tác dụng tốt trong việc dự phòng lây truyền sốt
rét do tiêu diệt được thể ngủ của kí sinh trùng [16].
1.3.2.3. Nhóm aryl-amino-quinolin
Mefloquin, lumafantrin, halofantrin là các đại diện của nhóm aryl-
amino-quinolin có tác dụng trên thể phân liệt trong máu của P.falciparum và

5

N
Mefloquin
F
3
C
CF
3
OH
NH
Halofantrin
HO
N
CF
3
Cl
Cl
P.vivax (Hình 1.2), không có tác dụng trên thể ngủ trong gan nên khi dùng
thường phối hợp với primaquin. Lumefantrin là dạng mới của halofantrin,
hiện tại chỉ được sử dụng phối hợp với artemisinin [17].

Hình 1.2. Công thức hóa học 1 số hợp chất điều trị sốt rét
thuộc nhóm aryl-amino-quinolin

1.4. Artemisinin và dẫn xuất
1.4.1 Artemisinin
Năm 1972, một nhóm các nhà nghiên cứu Trung
Quốc đã phân lập được artemisinin từ dịch chiết ete
của cây thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L., họ
Cúc Asteraceae). Artemisinin là một sesquiterpen
lacton có cầu nối peroxid nội phân tử - nhóm chức
quyết định đến hoạt tính của hợp chất [4,10].
1.4.2. Các dẫn xuất của artemisinin
Mặc dù tác dụng chống sốt rét của artemisinin có nhiều ưu việt nhưng
artemisinin lại hòa tan kém cả trong nước và trong dầu, không hấp thụ tốt qua
niêm mạc đường tiêu hóa nên các nhà khoa học đã bán tổng hợp từ
artemisinin một số dẫn chất mới có hoạt tính mạnh hơn, dễ hòa tan hơn. 4 dẫn
chất phổ biến nhất là: dihydroartemisinin (DHA), artesunat, artemether và β-
arteether (Bảng 1.2) [10,16].


6

O
O
CH
3
OR
CH
3
H
CH
3
H

H
O
O
Bảng 1.2. Các dẫn chất của artemisinin




1.4.3. Hoạt tính chống sốt rét của artemisinin và các dẫn xuất
Artemisnin và dẫn xuất không bền và có thời gian bán thải ngắn khoảng
3 - 4h, có tác động trực tiếp và nhanh chóng trên các chủng Plasmodium, kể
cả với các chủng đã kháng lại các loại thuốc chống sốt rét khác, đồng thời
cũng có khả năng tiêu diệt nhanh thể phân liệt của kí sinh trùng sốt rét ở giai
đoạn hồng cầu. Vì vậy hiệu quả điều trị bởi artemisinin được thể hiện rõ rệt
khi mà các triệu chứng biến mất nhanh chóng. Tuy nhiên cũng vì đặc điểm
này mà bệnh nhân thường không tuân thủ điều trị làm nguy cơ kháng
artemisinin của kí sinh trùng sốt rét trở nên nghiêm trọng [4,27].
1.4.4. Hiện tượng kháng artemisinin của kí sinh trùng sốt rét
Tình trạng kháng thuốc của kí sinh trùng sốt rét vẫn luôn là một vấn đề
phức tạp, sự đề kháng của P. falciparum với các loại thuốc thế hệ trước như
cloroquin và sulfadoxin-pyrimethamin trở nên phổ biến trong những năm
1970 và 1980, tác động nghiêm trọng tới các nỗ lực phòng chống bệnh sốt rét.
Artemisinin khi đó trở thành lựa chọn hàng đầu ở những khu vực cloroquin và
các thuốc khác bị giảm hiệu lực đối với P.falciparum. Tuy nhiên trong những
năm gần đây, ký sinh trùng kháng artemisinin đã được phát hiện tại 5 quốc
gia trong khu vực tiểu vùng sông Mekong: Campuchia, Lào, Myanmar, Thái
Lan và Việt Nam. Trong đó việc sử dụng artemisinin đơn lẻ bằng đường
uống, gọi là đơn trị liệu được cho là một nguyên nhân quan trọng góp phần
vào sự xuất hiện và lây lan của sự kháng thuốc này [32].

R Dẫn chất
H DHA
CH
3
Artemether
C
2
H
5
Arteether
COCH
2
CH
2
COONa Artesunat
7

Cụ thể, điều trị bằng artemisinin đơn độc bằng đường uống, một phác đồ
điều trị thường kéo dài 7 ngày. Tuy nhiên bệnh nhân thường tự ý ngừng điều
trị sau khi các triệu chứng thuyên giảm, cùng với đó là thời gian bán thải ngắn
của artemisinin dẫn đến không nồng độ thuốc trong máu không đạt ngưỡng
yêu cầu. Vì vậy cần thiết phải có biện pháp phối hợp artemisinin với một
thuốc điều trị sốt rét có cơ chế tác dụng khác cũng như thời gian bán thải dài
để bảo vệ artemisinin khỏi nguy cơ đề kháng của kí sinh trùng [33].
1.5. Những hướng nghiên cứu hiện nay về thuốc điều trị sốt rét dựa trên
artemisinin
Artemisinin vẫn đang thể hiện là thuốc có hiệu quả nhất đối với 2 chủng
kí sinh trùng sốt rét nguy hiểm nhất hiện nay là P.falciparum và P.vivax đồng
thời cũng là hai chủng gây bệnh sốt rét chủ yếu ở Việt Nam. Vì vậy song song
với quá trình xoay vòng thuốc, tìm kiếm hoạt chất mới từ thiên nhiên hay tổng

hợp mới thì rất cần thiết có các biện pháp ngăn ngừa, làm chậm quá trình đề
kháng của kí sinh trùng với artemisinin [17].
1.5.1. Phối hợp thuốc
Phối hợp thuốc là liệu pháp điều trị sử dụng đồng thời nhiều hơn một
loại thuốc có cơ chế tác dụng và đích tác dụng khác nhau. Do artemisinin có
đặc điểm thời gian bán thải rất ngắn nên khi sử dụng đơn độc phải sử dụng
liên tục trong nhiều ngày để đảm bảo nồng độ trong máu. Vì vậy nếu sử dụng
artemisinin phối hợp với một thuốc điều trị sốt rét có thời gian bán thải dài sẽ
rút ngắn thời gian điều trị nhưng vẫn giữ được hiệu quả. Bên cạnh đó, việc
phối hợp cùng lúc hai thuốc có cơ chế tác dụng khác nhau, tác dụng trên các
giai đoạn phát triển khác nhau của kí sinh trùng sẽ mang lại tác dụng hiệp
đồng làm giảm nguy cơ kháng thuốc của kí sinh trùng sốt rét [28].
Hiện nay phác đồ điều trị sử dụng artemisinin và các dẫn xuất của nó
phối hợp với một thuốc sốt rét khác (ACTs) được WHO khuyến cáo sử dụng
8

và thực tế đang được sử dụng rộng rãi khi mà có tới 79/88 quốc gia có
P.falciparum lựa chọn ACTs là phác đồ điều trị đầu tay. Một số phác đồ điều
trị cụ thể được trình bày trong bảng 1.3 [29,32].
Bảng 1.3. Một số phác đồ ACTs được khuyến cáo bới WHO
Phác đồ Tỉ lệ phối hợp
Artemether phối hợp lumefantrin

20 mg artemether và 120 mg lumefantrin
Artesunat phối hợp amodiaquin
25/67,5 mg, 50/135 mg hoặc 100/270 mg
artesunat và amodiaquin.
Dihydroartemisinin phối hợp
piperaquin
40 mg dihydroartemisinin và 320 mg

piperaquin
Ở Việt Nam, năm 2013 Bộ Y Tế đã đưa ra phác đồ điều trị đối với
trường hợp sốt rét lâm sàng hoặc có nhiễm P.falciparum là
dihydroartemisinin (DHA) phối hợp với piperaquin (PPQ) điều trị trong 3
ngày, có thể phối hợp thêm primaquin trong một số trường hợp. Sơ lược phác
đồ điều trị được trình bày trong bảng 1.4 [1].
Bảng 1.4. Sơ lược phác đồ điều trị sốt rét do Bộ Y Tế ban hành năm 2013

Sốt rét
lâm sàng
P.falciparum

Nhiễm phối hợp có
P.falciparum
Dưới 3 tuổi DHA-PPQ DHA-PPQ DHA-PPQ
Từ 3 tuổi trở lên

DHA-PPQ +
Primaquin
DHA-PPQ +
Primaquin
DHA-PPQ +
Primaquin
Phụ nữ có thai
trong 3 tháng
Quinin +
Clindamycin
Quinin +
Clindamycin

Quinin + Clindamycin
Phụ nữ có thai
trên 3 tháng
DHA-PPQ DHA-PPQ DHA-PPQ
1.5.2. Phương pháp lai hóa
Mặc dù phương pháp phối hợp thuốc được sử dụng phổ biến hiện nay
nhưng không phải là không có những nhược điểm. Việc phối hợp hai hay
nhiều loại thuốc sử dụng đồng thời sẽ làm tăng nguy cơ tương tác thuốc cùng
9

với đó việc sử dụng thuốc cũng sẽ trở nên phức tạp hơn. Ở những vùng khó
khăn - nơi mà bệnh sốt rét phát triển nhất việc đáp ứng đủ thuốc cho liệu pháp
phối hợp này cũng đang là một vấn đề, bên cạnh đó chi phí điều trị cũng lớn
hơn khoảng 10 lần so với liệu pháp điều trị thông thường [21,28].
Phương pháp lai hóa là kết hợp hai phân tử thuốc thành một phân tử duy
nhất giúp không phải dùng nhiều loại thuốc trong cùng một thời điểm cũng
như có thể hạn chế được các tương tác có thể xảy ra. Bên cạnh đó việc phân
phối thuốc cũng được đơn giản hóa và giảm giá thành điều trị. Vì vậy tổng
hợp các hợp chất theo phương pháp lai hóa là một hướng đi mới, tạo điều kiện
thuận lợi cho người bệnh trong sử dụng thuốc. Ưu điểm của các hợp chất tổng
hợp bằng phương pháp lai hóa là vẫn có có đầy đủ những điểm mạnh của
phương pháp phối hợp thuốc đó là tác dụng nhanh giảm nhanh triệu chứng,
tác dụng trên nhiều giai đoạn phát triển của kí sinh trùng với những cơ chế
khác nhau, có thể tác dụng với P.falciparum đa kháng [32].
1.6. Một số hợp chất nghiên cứu tổng hợp theo phương pháp lai hóa
1.6.1. Artemisinin và quinin
Từ các nghiên cứu trước đó chỉ ra rằng hoạt tính của quinin phụ thuộc
vào vòng quinolin và nhóm hydroxy mà không bị ảnh hưởng bởi vòng
quinuclidin. Vì vậy để hình thành hợp chất lai hóa John J. Walsh và các cộng
sự đã chuyển nhóm vinyl (I) thành carboxyl (II) rồi gắn với DHA - một trong

những sản phẩm chuyển hóa của artemisinin trong cơ thể để hình thành hợp
chất lai hóa artemisinin-quinin (III) [27] (Hình 1.3).

10


(TBDMSDCl: tert-Butyldimethylsilyl clorid; TBAF: Tetrabutylammonium florid)
Hình 1.3. Quy trình tổng hợp hợp chất lai hóa giữa artemisinin và quinin
theo John J. Walsh
Kết quả thử hoạt tính in vitro với chủng P.falciparum 3D7 cho thấy hợp
chất III có nồng độ IC
50
thấp hơn nhiều so với artemisinin và quinin sử dụng
đơn độc. Hơn nữa, khi so sánh với việc sử dụng phối hợp artemisinin và
quinin với tỉ lệ 1:1, nồng độ IC
50
của hợp chất III chỉ bằng một phần ba so với
liệu pháp phối hợp thuốc (Bảng 1.5). Do đó có thể thấy rằng việc liên kết hai
phân tử thành một phân tử duy nhất bằng liên kết este hoặc amid vẫn giữ
được hoặc thậm chí tăng hoạt tính chống sốt rét của hợp chất lai hóa so với
hợp chất ban đầu [27].
Bảng 1.5. Kết quả thử hoạt tính in vitro với chủng P.falciparum 3D7
Hợp chất Nồng độ IC
50
(nM)
Quinin 149,0
Artemisinin 49,4
Phối hợp artemisinin + quinin (1:1) 31,8
Hợp chất
III

8,95
1.6.2. Artemisinin và primaquin
Trong nghiên cứu của Rita Capela và các cộng sự đã tổng hợp được hai
hợp chất lai hóa giữa artemisinin và primaquin (hợp chất IV và V). Trong đó,
hợp chất IV được tổng hợp từ axit artelinin, hợp chất V được tổng hợp từ
10β-allyldeoxoartemisinin và primaquin [14] (Hình 1.4).
11


Hình 1.4. Quy trình tổng hợp hợp chất lai hóa giữa artemisinin và primaquin
theo Rita Capela
Kết quả thử hoạt tính cho thấy, với thể ngủ trong gan được thử in vitro
với chủng P.berghei, hợp chất IV và V có hoạt tính tốt khi nồng độ IC
50
thấp
hơn rất nhiều so với artemisinin và primaquin dùng phối hợp tỉ lệ 1:1. Còn với
thể phân liệt trong máu thử in vitro với chủng P.falciparum W2, hợp chất IV
và V cho kết quả nồng độ IC
50
tương đương với artemisinin dùng đơn độc
(Bảng 1.6) [14].
Bảng 1.6. Kết quả thử hoạt tính in vitro với chủng P.berghei và chủng
P.falciparum W2
Hợp chất
Nồng độ IC
50
(nM)
P.berghei P.falciparum W2
Primaquin Không thử 3300
Artemisinin Khổng thử 8,2

Phối hợp artemisinin + primaquin 9714 Không thử
Hợp chất
IV
155 12,5
Hợp chất
V
523 9,1
Vì vậy có thể thấy phân tử lai hóa thể hiện tốt tác dụng kép trên nhiều
giai đoạn phát triển khác nhau của kí sinh trùng như các hợp chất cấu thành.
12

N
HN
N
H
O
O
O
Cl
Trioxolaquin
n
N
HN
Cl
N
H
O
O
O
Trioxaquin

n
1.6.3. Trioxaquin/ Trioxolaquin
Trioxaquin là một hợp chất gồm 2 nhóm có hoạt tính là 1,2,4-trioxan
tương tự artemisinin và vòng 4-aminoquinolin (Hình 1.5). Trioxolaquin có
cấu trúc tương tự trioxaquin nhưng thay vòng trioxan bằng vòng ozonit.

Hình 1.5. Công thức hóa học của trioxaquin và trioxolaquin
Trioxaquin có tác dụng trên thể kháng cloroquin và pyrimethamin của
P.falciparum. Trong đó trioxolaquin cho thấy tác dụng mạnh hơn trioxaquin
và một số trioxolaquin cho thấy tác dụng in vitro trên P.falciparum tốt hơn cả
cloroquin và artemisinin [21].
Điểm mạnh của hợp chất lai hóa này là có cơ chế tác dụng kép với cơ
chế tác dụng khác nhau, một là sự alkyl hóa heme của vòng trioxan và hai là
ức chế quá trình tiêu hóa hemoglobin ở kí sinh trùng của vòng quinolin vì vậy
có thể làm chậm hoặc ngăn chặn sự gia tăng của hiện tượng kháng thuốc.
Ngoài ra khi vòng trioxan bị chuyển hóa thì
vòng quinin vẫn có thể hoạt động như một
thuốc chống sốt rét đơn lẻ. Tiêu biểu nhất là
SAR116242 hiện đang được thử nghiệm tiền
lâm sàng bởi Sanofi-Aventis [24].
1.7. Tổng hợp và hoạt tính chống sốt rét một số dẫn xuất N-azaartemisinin
Artemisinin và các dẫn chất của nó đã được sử dụng để điều trị sốt rét từ
rất lâu và hiện tại vẫn đang giữ một vị trí quan trọng trong cuộc chiến với đại
dịch sốt rét. Tuy nhiên cấu trúc phân tử artemisinin và dẫn xuất vẫn còn tồn
tại những hạn chế do vòng peroxid và vòng lacton kém bền nên không ổn
N
HN
Cl
H
N

O
O
O
SAR116242
13

định và dễ bị thủy phân khi dùng đường uống. N-azaartemisinin và dẫn xuất
được tổng hợp để khắc phục hạn chế này, tuy nhiên số lượng dẫn xuất hiện
nay vẫn còn ít.
Gần đây, một số nhóm nghiên cứu đã phát triển các hợp chất N-
azaartemisinin có tác dụng chống sốt rét như Daniel S. Torok hay Herman
Ziffer. Ở Việt Nam, nhóm nghiên cứu của TS. Lê Nguyễn Thành và GS. Wim
Dehaen - Bỉ đã tổng hợp 1 số dẫn xuất mới của N-azaartemisinin dựa trên
phản ứng Ugi - một phản ứng đa cấu tử gồm một ceton/aldehyd, một amin,
một isocyanid và một axit carboxylic để thu được sản phẩm là một dipeptid
(Hình 1.6). Các dẫn xuất N-azaartemisinin tổng hợp dựa trên phản ứng Ugi
được trình bày trong bảng 1.7 [18,35].

Hình 1.6. Quy trình tổng hợp một số dẫn xuất N-azaartemisinin
dựa trên phản ứng Ugi
Bảng 1.7. Các dẫn xuất N-azaartemisinin tổng hợp dựa trên phản ứng Ugi
Chất

R Chất R
VIIa

CH
3

VIIi

C
6
H
5
CH
2

VIIb

CH
2
CH
3

VIIk
Allyl
VIIc

CH
2
CH
2
CH
3

VIIl
CH
2
CH
2

OCH
3

VIId

CH
2
CH
2
CH
2
CH
3

VIIm

CH
2
CH
2
OH
VIIe

CH
2
CH(CH
3
)
2

VIIn
4-ClC
6
H
4

VIIf
C(CH
3
)
3

VIIo
CH
2
COOCH
2
CH
3

VIIg

C
6
H
5

VIIp
CH
2

CH
2
Ph
VIIh

Cyclopentyl
14

Hoạt tính của các dẫn xuất N-azaartemisinin được thử với chủng FcB1 –
một chủng kháng cloroquin của P.falciparum. Kết quả được trình bày trong
bảng 1.8.
Bảng 1.8. Kết quả thử in vitro với chủng P.falciparum FcB1
Hợp chất Nồng độ IC
50
(nM)
Artemether 19,0
VIIc
0,3
VIIf
0,7
VIIl
1,5
Kết quả thử hoạt tính in vitro trên cho thấy các dẫn xuất N-
azaartemisinin có hoạt tính sinh học mạnh. Vì vậy, hướng nghiên cứu sử dụng
các dẫn xuất này lai hóa với các dẫn xuất 4-aminoquinolin là hướng nghiên
cứu khả thi, có nhiều tiềm năng trong việc phát triển các hợp chất có hoạt tính
chống sốt rét tốt và hiệu quả.

15

Chương 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu, thiết bị
2.1.1. Hóa chất
Hóa chất và dung môi được mua từ những nhà cung cấp như công ty hóa
chất Aldrich, Merck hay Acros và sử dụng không qua tinh chế thêm.
 Hóa chất chính
- 4,7-Dicloroquinolin
- 1,3-Diaminopropan
- 1,4-Diaminobutan
- 1,6-Diaminohexan
- Artemisinin
 Dung môi và các hóa chất khác
- Khí Nitơ
- 1,1'-Carbonyldiimidazol
- Triethylamin
- Methanol
- Acetonitril
- THF
- Diclometan
- Ethylacetat
- Na

2
SO
4

- NaHCO
3

- NaOH
- HCl
2.1.2. Thiết bị dụng cụ
- Sắc kí lớp mỏng (SKLM) thực hiện trên bản mỏng silica gel 60F
254

(Merck) và quan sát dưới đèn UV bước sóng 254 nm/ hiện màu với thuốc
thử Ce-Mo.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân được ghi trên máy Bruker Avance 500 MHz
với TMS làm chất nội chuẩn, độ dịch chuyển hóa học được báo cáo theo
số liệu ppm. Phổ khối được đo trên máy LC/MS Agilent 1120. Phổ IR
được đo trên máy FTIR MAGNA 760 (NICOLET-US).
- Tủ lạnh, tủ sấy
16

- Máy khuấy từ gia nhiệt
- Máy cất quay chân không Buchi R-114
- Cân phân tích
- Máy đo nhiệt độ nóng chảy nhiệt điện (Electrothermal digital)
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.2.1. Tổng hợp dẫn xuất 4-aminoquinolin từ 4,7-dicloquinolin (2a-c)

- N-(3-aminopropyl)-7-cloroquinolin-4-amin (2a)

- N-(4-aminobutyl)-7-cloroquinolin-4-amin (2b)
- N-(6-aminohexyl)-7-cloroquinolin-4-amin (2c)
2.2.2. Tổng hợp dẫn xuất carboxylic của N-azaartemisinin (4)

- 3-((3R,6R,9R,12aR)-3,6,9-trimethyl-10-oxodecahydro-3,12-
epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isoquinolin-11(12H)-yl)propanoic (4)
2.2.3. Tổng hợp dẫn xuất lai hóa giữa N-azaartemisnin với 4-aminoquinolin (5a-c)

17

- N-(3-((7-cloroquinolin-4-yl)amino)propyl)-3-((3R,6R,9R,12R,12aR)-
3,6,9-trimethyl-10-oxodecahydro-3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-
i]isoquinolin-11(12H)-yl)propanamid (5a)
- N-(4-((7-cloroquinolin-4-yl)amino)butyl)-3-((3R,6R,9R,12R,12aR)-3,6,9-
trimethyl-10-oxodecahydro-3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isoquinolin-
11(12H)-yl)propanamid (5b)
- N-(6-((7-cloroquinolin-4-yl)amino)hexyl)-3-((3R,6R,9R,12R,12aR)-3,6,9-
trimethyl-10-oxodecahydro-3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isoquinolin-
11(12H)-yl)propanamid (5c)
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Tổng hợp hóa học
Dựa trên những nguyên tắc và phương pháp cơ bản của hóa học hữu cơ
để tổng hợp các hợp chất theo sơ đồ 2.1.
Dùng SKLM để theo dõi quá trình tiến triển của phản ứng.
Sơ đồ 2.1. Tổng hợp các hợp chất trong khóa luận
2.3.2. Kiểm tra độ tinh khiết
Tinh chế sản phẩm bằng sắc kí cột hoặc kết tinh.
Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM và nhiệt độ nóng chảy.