Tổng hợp một số dẫn chất lai hóa azaartemisinin aminoquinolin qua cầu nối amin với định hướng điều trị sốt rét

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI


LÊ VĂN HOAN

TỔNG HỢP MỘT SỐ
HỢP CHẤT LAI HÓA
ARTEMISININ-AMINOQUINOLIN
QUA CẦU NỐI AMIN VỚI ĐỊNH
HƯỚNG ĐIỀU TRỊ SỐT RÉT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ




Hà Nội – 2015
BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI


LÊ VĂN HOAN

TỔNG HỢP MỘT SỐ
HỢP CHẤT LAI HÓA
ARTEMISININ-AMINOQUINOLIN
QUA CẦU NỐI AMIN VỚI ĐỊNH
HƯỚNG ĐIỀU TRỊ 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 những 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.
Trước hết 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. Nguyễn 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, ngày 15, tháng 04, năm 2015

Sinh viên


Lê Văn Hoan
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Thực trạng về bệnh sốt rét trên thế giới 2
1.2. Một số nhóm thuốc điều trị sốt rét điển hình 3
1.2.1. Quinin 3
1.2.2. Artemisinin và các dẫn chất 3
1.2.3. Nhóm 4-aminoquinolin 4
1.3. Liệu pháp điều trị phối hợp artemisinin với các thuốc sốt rét khác
(ACTs) 5
1.4. Nghiên cứu trước đây về dẫn chất 11-aza-artemisinin 7
1.4.1. Chuyển đổi artemisinin thành 11-aza-artemisinin và thử tác dụng sinh
học của Ziffer và cộng sự 7
1.4.2. Tổng hợp các dẫn xuất 11-aza-artemisinin sử dụng phản ứng Ugi và
đánh giá tác dụng chống sốt rét 9
1.5. Nghiên cứu hiện nay về thuốc điều trị sốt rét dùng “phương pháp lai
hóa” 11
1.6. Một vài nghiên cứu về phép lai hóa, kết hợp artemisinin hoặc dẫn chất
artemisinin với các dẫn chất 4-aminoquinolin 11
1.6.1. Lai hóa giữa dihyroartemisinin (DHA) và aminoquinolin 11
1.6.2. Tổng hợp phân tử lai trioxaquin 12
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 16

2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị 16
2.1.1. Hóa chất 16
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ 16
2.2. Nội dung nghiên cứu 17
2.3. Phương pháp nghiên cứu 18
2.3.1. Tổng hợp hóa học 18
2.3.2. Kiểm tra độ tinh khiết 19
2.3.3. Xác định cấu trúc 19
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20
3.1. Thực nghiệm, kết quả 20
3.1.1. Tổng hợp hóa học 21
3.1.2. Kiểm tra độ tinh khiết 28
3.1.3. Xác định cấu trúc 29
3.2. Bàn luận 35
3.2.1. Tổng hợp hóa học 35
3.2.2. Khẳng định cấu trúc các chất tổng hợp 37
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT


13
C-NMR
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
13
C

(

13
C nuclear magnetic resonance)
1
H-NMR
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
1
H (
1
H nuclear magnetic resonance)
ACTs
Liệu pháp kết hợp điều trị với artemisinin (Artemisinin-based
combination therapies)
ADN
Acid deoxy ribonucleic
CTCT
Công thức cấu tạo
DCM
Dicloromethan
DHA
Dihyro artemisinin
DIBAL
diisobutylaluminium hydrid
EA
Ethyl acetat
EtOH
Ethanol
FP IX
Feriprotoporphyrin IX
H
Hiệu suất

IC
50

Nồng độ ức chế hoạt độ tế bào xuống một nửa
IR
Phổ hồng ngoại (Infrared)
MeOH
Methanol
MS
Phổ khối lượng (Mass spectrometry)
p-TsOH
p-toluensulfonic
R
f

Hệ số di chuyển , hệ số lưu
STT
Số thứ tự
THF
Tetrahydrofuran
TLC
Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography)
t
o
nc

Nhiệt độ nóng chảy
UV
Tử ngoại (Ultraviolet)

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT
Tên bảng
Trang
Bảng 1.1
Tác dụng chống sốt rét in vitro của các hợp chất 11-
aza-artemisinin và desoxo aza-artemisinin so với
artemisinin
8
Bảng 1.2
Hiệu suất và tác dụng chống sốt rét của các dẫn chất
11-aza-artemisinin
10
Bảng 3.1
Chỉ số lý hóa và hiệu suất tổng hợp các chất IV, Va-c
27
Bảng 3.2
Giá trị R
f
và t
0
nc
của các chất Va-Vc
28
Bảng 3.3
Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) các chất Va-Vc
29
Bảng 3.4

Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) các chất Va-
Vc
30
Bảng 3.5
Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H
(1H-NMR) các chất III, IV
31
Bảng 3.6
Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H
(1H-NMR) các chất Va-Vc
32
Bảng 3.7
Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C
(13C-NMR) các chất Va-Vc
34
Bảng 3.8
Độ dịch chuyển hóa học một số proton của các chất
Va-Vc
39
Bảng 3.9
Độ dịch chuyển hóa học một số cacbon của các chất
Va-Vc
40




DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ

STT

Tên sơ đồ, hình
Trang
Hình 1.1
Cấu trúc chung của các trioxaquin
13
Sơ đồ 1.1
Chuyển artemisinin thành 11-aza-artemisinin
7
Sơ đồ 1.2

Tổng hợp các dẫn chất 11-aza-artermisin sử dụng phản
ứng Ugi
9
Sơ đồ 1.3
Tổng hợp phân tử lai DHA- aminoquinolin
12
Sơ đồ 1.4

Tổng hợp trioxaquin từ trioxan và dẫn chất 4-
aminoquinolin
14
Sơ đồ 2.1
Tổng hợp các chất Va-Vc
18
Sơ đồ 3.1
Tổng hợp chất II
21
Sơ đồ 3.2
Tổng hợp chất III
22

Sơ đồ 3.3
Tổng hợp chất IV
23
Sơ đồ 3.4
Tổng hợp chất Va
24
Sơ đồ 3.5
Tổng hợp chất Vb
25
Sơ đồ 3.6
Tổng hợp chất Vc
26

1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Bệnh sốt rét hiện nay vẫn còn là một vấn đề sức khoẻ lớn trên thế giới
nói chung và Việt Nam nói riêng, một nửa dân số thế giới có nguy cơ mắc sốt
rét, hơn 200 triệu ca mỗi năm cướp đi khoảng 627000 mạng sống [32,33]. Hiện
tượng kháng thuốc thì xuất hiện ngày càng nhiều và ngày một nghiêm trọng,
đặc biệt đã xuất hiện kháng artemisinin, một thuốc quan trọng chưa có thuốc
thay thế.
Để khắc phục những khó khăn trên thế giới đã đưa ra nhiều giải pháp bao
gồm cả việc đưa ra một liệu pháp điều trị mới, liệu pháp kết hợp ACTs, và đã
đạt được một số hiệu quả tương đối lớn nhưng vẫn tồn tại rất nhiều hạn chế về
mặt kinh tế cũng như độ an toàn trong điều trị. Nhu cầu đặt ra cần phải tìm ra
một loại thuốc mới có thể khắc phục tối đa những nhược điểm trên.
Sự phát triển nghiên cứu thuốc đã cho ra đời phương pháp lai hóa, một
phương pháp phát triển thuốc mới dựa trên sự kết hợp 2 phân tử thuốc vào trong
1 phân tử duy nhất mà vẫn đảm bảo phát huy tác dụng của cả 2 thuốc[12]. Nhiều

nhà nghiên cứu đã dùng phương pháp này để mong muốn tìm được các loại
thuốc chống sốt rét mới và đã đạt được nhiều kết quả khả quan. Trong đó một
số công trình nghiên cứu đã tổng hợp các hợp chất lai hóa giữa artemisinin và
một số dẫn chất aminoquinolin và chúng có tác dụng chống sốt rét rất tốt, đặc
biệt còn có tác dụng trên các chủng đã kháng [15,23].
Với mong muốn đóng góp một phần làm phong phú thêm các nghiên
cứu về tổng hợp các hợp chất lai hóa giữa artemisinin và các dẫn chất
aminoquinolin, và định hướng cho việc tìm kiếm các loại thuốc chống sốt rét
mới, đề tài: “Tổng hợp một số hợp chất lai hóa artemisinnin-aminoquinolin qua
cầu nối amin với định hướng điều trị sốt rét” đã được thực hiện với mục tiêu:
Tổng hợp và khẳng định cấu trúc một số dẫn chất hợp chất lai hóa artemisinnin-
aminoquinolin qua cầu nối amin với định hướng điều trị sốt rét.
2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Thực trạng về bệnh sốt rét trên thế giới
Trong hơn một thập kỷ qua, thế giới đã đạt được nhiều tiến bộ lớn trong
cuộc chiến chống bệnh sốt rét. Từ năm 2000, nhờ sự tăng cường đầu tư tài chính
và đẩy mạnh các biện pháp phòng chống sốt rét đã làm giảm đáng kể gánh nặng
sốt rét ở nhiều nơi, cứu sống khoảng 3,3 triệu người (69%). Tỷ lệ tử vong sốt
rét đã giảm 42% trên toàn cầu và 49% ở khu vực Châu Phi [32,33].
Tuy vậy bệnh sốt rét hiện nay vẫn còn là một vấn đề sức khoẻ lớn trên
thế giới, một nửa dân số thế giới (khoảng 3,4 tỷ người) có nguy cơ mắc sốt rét,
nhất là người dân các nước nghèo. Hàng năm, có hơn 200 triệu ca mắc sốt rét
và cướp đi khoảng 627000 sự sống, đặc biệt chủ yếu là trẻ em dưới 5 tuổi vùng
cận sa mạc Sahara châu Phi. Trong năm 2012, có khoảng 207 triệu ca mắc (dao
động từ 135 triệu đến 287 triệu) và 627.000 ca tử vong do sốt rét (dao động từ
473000 đến 789000) [32,33].
Tại Việt Nam, theo số liệu báo cáo hàng năm của Chương trình phòng
chống sốt rét Quốc gia, nhiều tỉnh vẫn có mức độ lưu hành sốt rét cao, đặc biệt

chủ là khu vực Miền Trung - Tây Nguyên với hầu hết các tỉnh có các xã, huyện
có đường biên giới với Lào hoặc Campuchia, đều có tỷ lệ bệnh nhân mắc sốt
rét cao hơn so với các địa phương khác trong toàn quốc [32,33]
Các nhóm thuốc điều trị sốt rét đang sử dụng:
- Quinin
- Artemisinin và các dẫn chất
- Các 4-aminoquinolin
- Nhóm aryl-amino-alcol: mefloquin, halofantrin, lumefantrin.
- Nhóm antifolic, antifolinic: các sulfamid, sulfon, pyrimethamin, proguanil,
clorproguanil.
3

- Các kháng sinh chống sốt rét: nhóm cyclin, macrolid, floroquinolon,
lincosamid.
- Nhóm 8-aminoquinolin
Trong các nhóm thuốc điều trị sốt rét thì nhóm artemisinin đóng vai trò
quan trọng và chưa có thuốc thay thế [8].
Việc chậm xuất hiện các thuốc mới cùng với sự kháng thuốc đang là
nguyên nhân lớn gây ra sự gia tăng trở lại của dịch sốt rét, đặc biệt hiện tượng
kháng artemisinin đã xuất hiện ở miền tây Campuchia và có khả năng lây lan
sang các bộ phận khác nhau của khu vực, sau đó lan ra toàn cầu, trở thành mối
đe dọa to lớn cho việc kiểm soát bệnh sốt rét [8].
1.2. Một số nhóm thuốc điều trị sốt rét điển hình
1.2.1. Quinin

- Cơ chế
Nhân quinolin trong phân tử quinin gắn với chuỗi ADN của ký sinh trùng
làm mất khả năng tách đôi và sao chép mã di truyền [2].
- Tác dụng
Diệt thể phân liệt trong máu của tất cả các ký sinh trùng sốt rét, cắt cơn

nhanh và ít bị kháng. Có tác dụng với cả ký sinh trùng kháng cloroquin, diệt
được thể giao tử của P.vivax và P.malariae [2].
1.2.2. Artemisinin và các dẫn chất
Gồm: artemisinin, artemether, arteether, artesunat natri, dihydro
artemisinin.
4


Artemisinin dihydroartemisinin
- Cơ chế:
Artemisinin là một lacton sesquiterpen trioxan có cầu nối endoperoxid là
đặc điểm quan trọng cho tác dụng chống sốt rét. Mặc dù cơ chế chính xác vẫn
chưa rõ và còn rất nhiều tranh cãi, song nhiều tác giả cho rằng artemisinin và
các dẫn xuất tập trung chọn lọc vào các tế bào nhiễm ký sinh trùng sốt rét và
phản ứng với hemozoin trong chúng. Phản ứng này tạo ra nhiều gốc tự do hữu
cơ độc, có thể phá hủy màng của ký sinh trùng sốt rét. Các dẫn xuất có tác dụng
mạnh hơn artemisinin [20,21].
- Tác dụng:
Thuốc diệt thể phân liệt trong máu của mọi ký sinh trùng sốt rét, đặc biệt
tốt với sốt rét thể não do chủng Plasmodium falciparum gây ra, kể cả loài kháng
cloroquin. Thuốc không diệt giao bào và không có tác dụng lên giai đoạn ngoại
hồng cầu. Thời gian tác dụng ngắn nên không làm thuốc dự phòng và không
dùng chống tái phát [2].
1.2.3. Nhóm 4-aminoquinolin
Gồm: cloroquin, amodiaquin.
`
- Cơ chế:
5

Các ký sinh trùng tiêu hóa hemoglobin của tế bào vật chủ, giải phóng ra

một chất là sắt, feriprotoporphyrin IX (FP IX), acid amin, heme. Đồng thời
polyme hóa heme thành các sắc tố hemozoin làm thức ăn cho ký sinh trùng sốt
rét. Thuốc có tác dụng diệt sốt rét do có các cơ chế sau:
+ Ức chế quá trình polyme hóa, làm thiếu hemozoin và tích lũy heme gây độc
cho ký sinh trùng.
+ Tạo phức hợp cloroquin – FP IX gây tiêu hủy màng tế bào và diệt ký sinh
trung.
+ Do là base yếu, nên khi xâm nhập vào nội bào tạo hệ đệm làm mất khả năng
tiêu hóa hemoglobin của ký sinh trùng [2].
- Tác dụng
Diệt thể vô tính ở giai đoạn tiền hồng cầu và trong hồng cầu, thể giao tử
(trừ Plasmodium falciparum kháng cloroquin). Tác dụng cắt cơn sốt rét nhanh
hơn quinin. Thường dùng dự phòng và điều trị cắt cơn sốt rét do Plasmodium
vivax và Plasmodium malariae [2].
1.3. Liệu pháp điều trị phối hợp artemisinin với các thuốc sốt rét khác
(ACTs)
Việc sử dụng không hợp lý, lạm dụng các thuốc chống sốt rét là nguyên
nhân chính gây ra những hậu quả nghiêm trọng như thất bại điều trị, phản ứng
có hại và tương tác thuốc, tác động xấu đến hiệu quả quá trình điều trị bệnh sốt
rét hiện nay [9,19,25,27]. Hiện tượng kháng thuốc cũng như thất bại khi điều
trị rét bằng các thuốc sốt rét hiện tại xảy ra ngày càng nhiều ở nhiều nước châu
Phi đã buộc thế giới phải tìm ra một liệu pháp điều trị mới thay thế liệu pháp
cũ. Từ năm 2001, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã đề nghị các nước đang có
bệnh sốt rét phải thay đổi phác đồ cũ và áp dụng liệu pháp điều trị sốt rét mới,
liệu pháp phối hợp ACTs.
6

Các phối hợp thuốc artemether - lumefantrin, artesunat + amodiaquin,
artesunat + sulphadoxin / pyrimethamin, và artesunat + mefloquin là một số
ACTs đã được khuyến cáo sử dụng ở châu Phi dựa trên hiệu quả và dữ liệu về

độ an toàn [3,31]. Mục đích phối hợp để tăng cường tác dụng lên kí sinh trùng
sốt rét nhờ tác dụng hiệp đồng và để giảm sự kháng thuốc. Liệu pháp phối hợp
ACTs hiện nay vẫn đang được áp dụng trên quy mô lớn ở các nước châu Phi
và đạt được nhiều hiệu quả cũng như độ an toàn. Các báo cáo cho thấy khả
năng xuất hiện phản ứng bất lợi là hầu như không có hoặc rất nhỏ [5].
Các liệu pháp phối hợp ACTs hiện nay được tổ chức Y tế Thế Giới đưa
vào hướng dẫn điều trị sốt rét [31]:
- Artemether phối hợp lumefantrin
Hiện đang có sẵn dạng một công thức cố định liều trong 1 viên chứa 20
mg artemether và 120 mg lumefantrin [31].
- Artesunat phối hợp amodiaquin
Hiện đang có sẵn dạng một công thức cố định liều trong 1 viên chứa 25 /
67,5 mg, 50/135 mg hoặc 100/270 mg artesunat và amodiaquin. Vỉ thuốc riêng
biệt có chứa 50 mg artesunat và 153 mg amodiaquin, tương ứng, cũng có sẵn
[31].
- Artesunat phối hợp mefloquin
Hiện đang có sẵn dạng vỉ thuốc với viên nén ghi riêng biệt có chứa 50 mg
của artesunat và 250 mg mefloquin, tương ứng. Một công thức cố định liều
artesunat và mefloquin đang được nghiên cứu
- Artesunat phối hợp sulfadoxin-pyrimethamin
Hiện đang có sẵn dạng viên nén riêng biệt có chứa 50 mg artesunat và viên
nén có chứa 500 mg sulfadoxin và 25 mg pyrimethamin [4,31]
- Dihydroartemisinin phối hợp piperaquin
7

Hiện đang có sẵn dạng liều cố định với viên chứa 40 mg
dihydroartemisinin và 320 mg piperaquin
- Artesunat phối hợp với tetracyclin hoặc doxycyclin hoặc clindamycin
Không có vỉ đóng gói của bất kỳ dạng kết hợp này. Đây là dành cho những
trường hợp rất hiếm hoi khi thất bại điều trị với ACTs đề nghị và trong một số

nhóm đặc biệt, ví dụ: phụ nữ mang thai không điều trị ACTs [31].
Nhược điểm của các liệu pháp phối hợp này là gây ra những khó khăn
trong bào chế, làm tăng giá thành sản phẩm, tăng chi phí điều trị, người dùng
thuốc gặp khó khăn trong tuân thủ điều trị và tăng nguy cơ tương tác thuốc.
1.4. Nghiên cứu trước đây về dẫn chất 11-aza-artemisinin
1.4.1. Chuyển đổi artemisinin thành 11-aza-artemisinin và thử tác dụng sinh
học của Ziffer và cộng sự
Cho đến năm 1995, cấu trúc khung artemisinin vẫn không được biến đổi
nhiều. Hầu hết các dẫn xuất artemisinin vẫn chỉ được tổng hợp dưới dạng ester,
ether, cacbonat và urethan của dihydroartemisinin. Ziffer và cộng sự [29,30] là
những người đầu tiên đưa ra nghiên cứu một chuỗi phản ứng mới, mà bắt đầu
với việc mở vòng lacton và tạo gốc amid, từ đó hệ thống vòng tetracyclic được
chuyển thành một vòng lactam (sơ đồ 1.3), đây cũng là lúc các hợp chất 11-
aza-artemisinin được biết đến.

Sơ đồ 1.1: Chuyển artemisinin thành 11-aza-artemisinin
8

Các aza-artemisinin 5 và 6 của Ziffer đã được kiểm tra khả năng chống
lại một chủng Plasmodium falciparum kháng cloroquin (FCR3) [29]. Theo dự
kiến, các hợp chất deoxy 6 không cho thấy bất kỳ tác dụng nào. Các kết quả
thử in vitro cho thấy rằng ba trong số các hợp chất mang thử có tác dụng chống
sốt rét mạnh hơn so với artemisinin (1) (bảng 1.1). Xét nghiệm tác dụng sinh
học cho thấy hợp chất 6i (bảng 1.1) có tác dụng chống sốt rét mạnh hơn gấp 26
lần trong in vitro và gấp hơn 4 lần trong in vivo (thử trên P. berghei ở chuột) so
với tác dụng của artemisinin (bằng xấp xỉ tác dụng của β-arteether). Hợp chất
5i này thu được bằng cách ozon phân khử nhóm N-allyl của hợp chất 5b
[14,29,30].
Bảng 1.1: Tác dụng chống sốt rét in vitro của các hợp chất 11-aza-artemisinin
5 và desoxo aza-artemisinin 6 so với artemisinin 1

Tác dụng chống
sốt rét in vitro
với chủng P.
falciparum
kháng cloroquin
FCR3

Tác dụng chống
sốt rét in vitro
với chủng P.
falciparum
kháng cloroquin
FCR3
Hợp
chất
R
IC
50
(1)/IC
50
(Va-i)

Hợp
chất
R
IC
50
(1)/IC
50

(6a-g)

5a
H
1,0
6a
H
0,01
5b
CH
2
CH=CH
2

0,8
6b
CH
2
CH=CH
2

/
5c
CH
2
CH(CH
3
)
2
9,0

6c
CH
2
CH(CH
3
)
2
0,001
5d
CH
3
2,6
6d
CH
3
/
5e
CH
2
C
6
H
5
/
6e
CH
2
C
6
H

5

/
5f
2-pyridylmetyl
22,0
6f
2-pyridylmetyl
0,008
5g
2-furylmetyl
1,0
6g
2-furylmetyl
/
5h
2-thienylmetyl
1,1



5i
CH
2
CHO
26,0

9

1.4.2. Tổng hợp các dẫn xuất 11-aza-artemisinin sử dụng phản ứng Ugi và
đánh giá tác dụng chống sốt rét
Lê Nguyễn Thành và cộng sự [28] đã tổng hợp các dẫn xuất 11-aza-
artemisinin theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 1.2: Tổng hợp các dẫn chất 11-aza-artemisin sử dụng phản ứng Ugi
Tác dụng chống sốt rét của các dẫn chất 11-aza-artemisinin đã tổng hợp
được đánh giá thông qua khả năng chống lại chủng FcB1, một chủng
Plasmodium falciparum kháng cloroquin mạnh. Mỗi chất 10- 24 trong sơ đồ sẽ
được thử ở ba nồng độ 100, 10 và 1 ng/mL (bảng 1.2). Kết quả ở nồng độ 100
ng/mL cả 15 chất 10- 24 đều cho tác dụng ức chế 100 %. Ở nồng độ 10 ng/mL
có 10 chất 11, 12, 15 – 19, 21, 23, 24 cho ức chế 50 % và ở nồng độ 1ng/mL
vẫn có 3 chất 12, 15 và 21 cho tác dụng ức chế rất mạnh (78-100 %) lên chủng
FcB1. Đặc biệt có 3 hợp chất 12, 15 và 21 có tác dụng mạnh hơn các thuốc điều
trị hiện nay [28].

10


Bảng 1.2: Hiệu suất và tác dụng chống sốt rét của các dẫn chất 11-aza-
artemisinin



Như vậy, một chuỗi các dẫn chất mới của 11-aza-artemisinin được tổng
hợp bằng phản ứng Ugi, đều cho thấy tác dụng chống sốt rét, và 3 chất 12, 15,
và 21 cho tác dụng ức chế rất mạnh. Đây thực sự là một tiềm năng rất tốt cho
việc nghiên cứu ra các thuốc chống sốt rét mới.

Hợp chất

R
Hiệu
suất
(%)
100
ng/
mL
10
ng/
mL
1
ng/
mL
IC
5
(nM)
10
CH
3
49
100
16
3
140
11
CH

2
CH
3
50
100
97
4
15
12
CH
2
CH
2
CH
3

56
100
99
100
0,3
13
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3

59
100
12
2
140
14
CH
2
CH(CH
3
)
2

78
100
14
8
155
15
C(CH
3
)
3
84
100
99
98
0,7
16

Phenyl
46
100
77
2
16
17
Cyclopentyl
71
100
78
6
14
18
Bn
71
100
50
5
17
19
Allyl
56
100
92
5
13
20
CH
2

CH
2
OCH
3
72
100
43
3
38
21
CH
2
CH
2
OH
63
100
99
78
1,5
22
4-ClC
6
H
4
45
100
15
13
151

23
CH
2
COOCH
2
CH
3
50
100
99
3
10
24
CH
2
CH
2
Ph
56
100
68
5
15
Artemether
-
-
-
-
-
19

11

1.5. Nghiên cứu hiện nay về thuốc điều trị sốt rét dùng “phương pháp lai
hóa”
Sốt rét là một căn bệnh ảnh hưởng đến gần 40% dân số toàn cầu, và hóa
trị liệu vẫn là trụ cột của chiến lược kiểm soát của nó. Tình hình sốt rét toàn
cầu đang ngày càng bị trầm trọng thêm bởi sự xuất hiện của kháng thuốc với
hầu hết các thuốc chống sốt rét có sẵn, nhu cầu cần thiết phải tìm kiếm ra các
loại thuốc mới. Một cách tiếp cận hợp lý gần đây của các nhà nghiên cứu thuốc
sốt rét được gọi là “covalent bitherapy” liên quan đến việc liên kết hai phân tử
thuốc với các cơ chế tác dụng riêng lẻ thành một phân tử duy nhất, do đó đóng
gói tác dụng kép của 2 phân tử thuốc vào một phân tử lai duy nhất [12]. Các
phân tử lai, theo như mô tả của Meunier, gồm hai phân tử riêng biệt tham gia
đồng hóa trị thành một phân tử lai, mà nó sẽ hoạt động như hai pharmacophore
riêng biệt [17]. Nghiên cứu hiện nay trong lĩnh vực này đã xác nhận các phân
tử lai này như các thuốc chống sốt rét thế hệ tiếp theo. Nếu tác dụng sinh học
của các tiền chất lai có thể được chứng minh in vivo với sinh khả dụng tốt, nó
sẽ mang lại các lợi thế khác nhau bao gồm cả việc dễ tuân thủ liều lượng, độc
tính giảm thiểu, khả năng phối hợp thuốc tốt hơn, và đánh giá tiền lâm sàng rẻ
hơn, trong khi đạt được mục tiêu giảm kháng thuốc, có tiềm năng sử dụng trên
lâm sàng [12].
1.6. Một vài nghiên cứu về phép lai hóa, kết hợp artemisinin hoặc dẫn chất
artemisinin với các dẫn chất 4-aminoquinolin

1.6.1. Lai hóa giữa dihyroartemisinin (DHA) và aminoquinolin
Marli CL và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu lai hóa, DHA được bắt cặp
với mỗi aminoquinolin thông qua cầu nối ether (sơ đồ 1.3), với mục đích kéo
dài thời gian bán thải của DHA [15]. Bằng cách thay cầu nối ester bằng cầu nối
ether/amin thì sẽ giúp hợp chất ổn định hơn, không bị thủy phân bởi men estease
12

trong cơ thể. Hơn nữa hợp chất lai này sẽ giúp mang lại tác dụng kép của cả hai
chất trong một.
Vậy bằng cách này, hợp chất lai sẽ giúp tăng tác dụng chống sốt rét và kéo
dài thời gian bán thải, giúp tránh được tương tác thuốc – thuốc, cải thiện tuân
thủ điều trị.

Sơ đồ 1.3: Tổng hợp phân tử lai DHA- aminoquinolin
1.6.2. Tổng hợp phân tử lai trioxaquin
Meunier và cộng sự nghiên cứu về tổng hợp phân tử lai trioxaquin bằng
cách kết hợp trioxan (một dẫn chất tương tự artemisinin có cầu nói peroxid) và
4-aminoquinolin [23].
Trong giai đoạn hồng cầu, ký sinh trùng sốt rét biến đổi hemoglobin tạo
thành heme, như một chất thải của chúng, giai đoạn này chính là đích tác dụng
chung của 2 chất 4-aminoquinolin và các dẫn xuất endoperoxid (artemisinin)
[6,11].
13

Meunier và cộng sự tổng hợp một phân tử mới có tên là các trioxaquin,
bằng cách gắn liên kết cộng hóa trị của một trioxan riêng biệt với một phân tử
4-aminoquinolin (hình 1.1). Phần trioxan sẽ là một tác nhân alkyl hóa tiềm năng
sau khi được kích hoạt khử bởi heme [22,23,24], còn các 4-aminoquinolin có
khả năng dễ dàng thâm nhập vào bên trong các hồng cầu bị nhiễm kí sinh trùng
sốt rét và sau đó tương tác với heme [10]. Những phân tử trioxaquin này sẽ

thâm nhập vào các tế bào hồng cầu bị nhiễm sau đó tương tác với các phân tử
heme tự do giải phóng ra trong quá trình tiêu hóa hemoglobin bởi thể phân liệt
sốt rét. Phân tử lai này được dự kiến sẽ kết hợp được tác dụng, thuộc tính của
cả hai nửa trioxan và 4-aminoquinolin.

Hình 1.1: Cấu trúc chung của các trioxaquin
Trioxaquin đầu tiên, DU1102 (42) (sơ đồ 1.4), được tổng hợp bởi Meunier
và đồng nghiệp, cho thấy tác dụng tốt trong in vitro đối với Plasmodium
falciparum kháng cloroquin cũng như pyrimethamin. Họ tổng hợp bốn dẫn xuất
trioxaquin 39, 40, 41, 42 (sơ đồ 1.4) và thử nghiệm khả năng chống lại ba chủng
khác nhau của P. falciparum: Nigeria chủng nhạy cảm với cloroquin, FcB1
kháng cloroquin và FcM29 kháng cloroquin cao. Trong số bốn hợp chất tổng
hợp các dicitrat-trioxaquin 42 và chất tương tự nó 40 đã có tác dụng tích cực
trên P. falciparum hơn so với cloroquin [10,26].
14


Sơ đồ 1.4: Tổng hợp trioxaquin từ trioxan và dẫn chất 4-aminoquinolin
Tóm lại, sự phát triển của các phân tử lai với tác dụng kép này là một mốc
quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu thuốc. Đây là một phương pháp có thể
tìm ra các loại thuốc với giá cả phải chăng và có khả năng chống lại sự xuất
hiện của các chủng kháng thuốc. Trioxaquin là ví dụ tốt nhất của một phân tử
như vậy. Các trioxaquin với khả năng akyl hoá heme và ức chế hemozoin có
thể giúp tránh sự phát triển của các chủng kháng thuốc. Hơn nữa, các trioxaquin
cũng cho thấy tác dụng tốt đối với thể giao bào sốt rét do đó sẽ hạn chế việc
truyền các ký sinh trùng sốt rét. Vì vậy, các trioxaquin có thể được coi là một
ứng cử viên đầy hứa hẹn cho một thuốc mới có khả năng chống bệnh sốt rét
15

thông qua tác dụng làm giảm triệu chứng và cả hạn chế quá trình lây truyền

[10,7].
Trên cơ sở các công trình nghiên cứu trên, chúng tôi tiến hành đề tài
nghiên cứu tổng hợp các chất lai hóa giữa 11-aza-artemisinin và dẫn chất 4-
aminoquinolin với định hướng điều trị sốt rét.

16

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị
2.1.1. Hóa chất
Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm là loại dành
cho tổng hợp. Các hóa chất này đạt các tiêu chuẩn cơ sở, tiêu chuẩn dược điển,
được sử dụng trực tiếp không qua tinh chế thêm.
- Hóa chất chính
- Artemisinin - NH
4
OH - p-TsOH
- NaBH
4
- Metyl acrylat
- DIBAl (diisobutylaluminium hydrid)
- Các 4-aminoquinolin:
4-(3-amino-propylamino)-7-cloroquinolin (VIa)
4-(4-amino-butylamino)-7-cloroquinolin (VIb)
4-(6-amino-hexylamino)-7-cloroquinoin (VIc)
- Dung môi và các chất khác
- THF - Diclometan - NaOH
- Ethyl acetat - HCl - Aceton
- Methanol - MgSO

4
- Nacl
- n-Hexan - Thuốc thử Ce-Mo
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ
- Dụng cụ: bình cầu đáy tròn dung tích 50 mL có nút mài, sinh hàn hồi lưu,
pipet, bình chiết, phễu thủy tinh, xilanh, cốc có mỏ, bình nón, bình chạy sắc
ký lớp mỏng (TLC), cột chạy sắc ký.
- Nhiệt kế
- Máy khuấy từ gia nhiệt.
17

- Máy cất quay chân không Buchi R-114.
- Cân phân tích, cân kỹ thuật Shimazu.
- Tủ lạnh, tủ sấy, máy siêu âm.
- Bản mỏng silica gel 60F
254
(Merck)
- Máy đo nhiệt độ nóng chảy nhiệt điện (Electrothermal digital)
- Máy Perkin Elmer để xác định phổ IR.
- Máy khối phổ LC/MS Agilent 1120
- Máy cộng hưởng từ Bruker Avance 500 MHz
1.2. Nội dung nghiên cứu
- Tổng hợp hóa học
Tổng hợp 3 hợp chất lai hóa giữa artemisinin và 4-aminoquinolin qua
cầu nối amin Va, Vb, Vc:

(Va)

(Vb)

(Vc)
- Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc