Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là các hydrocarbon

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
======

VŨ THỊ TÂM

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ
DẪN XUẤT CỦA INDENOISOQUINOLIN
CÓ MẠCH NHÁNH LÀ CÁC HIĐROCACBON

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ
Ngƣời hƣớng dẫn

ThS. LỤC QUANG TẤN

HÀ NỘI - 2015


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành tại phòng Hóa dược, Viện
Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Với tất cả sự kính trọng và biết ơn chân thành, sâu sắc em xin gửi lời
cảm ơn đến ThS. Lục Quang Tấn đã định hướng và hướng dẫn em tận tình
trong suốt thời gian em làm đề tài khóa luận tốt nghiệp.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS. TS. Nguyễn Văn Tuyến và
các Thầy Cô làm việc tại phòng Hóa Dược, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm
Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ để em được
nghiên cứu, học tập và hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo trường Đại học Sư
phạm Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa cùng toàn thể các Thầy Cô trong Khoa

Hóa học đã hết lòng quan tâm, dìu dắt và giúp đỡ em trong suốt quá trình học
tập tại trường và hoàn thiện khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn tạo điều
kiện động viên, khích lệ giúp em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu khóa luận
tốt nghiệp cuả mình.
Hà Nội, ngày 6 tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Vũ Thị Tâm


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong
khóa luận: “Tổng hợp một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh
là các hiđrocacbon” dưới sự hướng dẫn của ThS. Lục Quang Tấn là hoàn toàn
trung thực và không trùng với kết quả của tác giả khác.
Hà Nội, ngày 6 tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Vũ Thị Tâm


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
[α]D

Độ quay cực Specific Optical Rotation

1

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

H – NMR

Proton Magnetic Resonance Spectroscopy
13

C – NMR

13

C – NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13

Carbon – 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
1

H - 1H COSY

2D – NMR

1

H - 1H Chemical Shift Correlation Spectroscopy

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều
Two – Dimentional NMR

ACCN

Azobiscyclohexanecarbonitrile

AIBN

Azobisisobutyronitrile

BnCl

Benzylchloride

CC

Sắc kí cột

DDQ

2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone

DEPT

Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer

DIAD

Diisopropyl azodicarboxylate
Column Chromatography

DMAP

4-Dimethylaminopyridine

DMF

Dimethylfomamide

EDCI

1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide

EI – MS

Phổ khối lượng va chạm elctron
Electron Impact Mass Spectrometry

ESI – MS

Phổ khối lượng phun mù điện tử
Electron Spray ionizasion Mass Spectra

Et

Ethyl

EtOAc

Ethylacetat

FAB–MS

Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh

Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry
HBTU

2-(1H-Benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium
hexafluorophosphate

HMBC

Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity

HMQC

Heteronuclear Mutiple Quantum Coherence

HR – FAB – MS Phổ khối lượng bắn phá nguyên tử nhanh phân giải cao
High

Resolution

Fast

Atom

Bombardment

Spectrometry
IR

Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy

KHMDS

Kali hexamethyldisilazane

Me

Nhóm Methyl

MS

Phổ khối lượng Mass Spectroscopy

NBS

N-Bromosuccinimide

NOESY

Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy

o

Độ Cencius

C

Pr

Praseodymium

Psi

Persquareinch

PDC

Pyridinium dichromate

PMBCl

p-Methoxybenzylchloride

PMB

p-Methoxybenzyl

PMBCl

p-Methoxybenzylchloride

PTSA

p-Toluenesulfonic acid

RCM

Ring-closing metathesis

TCL

Sắc kí lớp mỏng Thin Layer Chromatography

THF

Tetrahidrofuran

Mass


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1. Camptothecin và một số dẫn xuất ........................................................ 2
Hình 2. Một số dẫn xuất indenoisoquinolin bước đầu được nghiên cứu bởi
Mark Cushman. ....................................................................................... 5
Hình 3. Một số dẫn chất indenoisoquinolin mới được tổng hợp ở Việt Nam. 19
Hình 4. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl .... 20
Hình 5. Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng morpholinopropyl ............. 21
Hình 6. Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng imdazolyl propyl. ............. 22
Hình 7. Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm thế ethanol amino. ........... 24
Hình 8’.Phổ 1H – NMR của hợp chất 6-(prop-2-yn-1-yl)-5H-indeno[1,2-c]
isoquinolin-5,11(6H)-dion (84a)...........................................................40
Hình 8. Phổ 13C – NMR của hợp chất 6-(prop-2-yn-1-yl)-5H-indeno[1,2-c]
isoquinolin-5,11(6H)-dion (84a)...........................................................41
Hình 8’’. Cấu trúc hóa học của hợp chất . 6-(prop-2-yn-1-yl)-5H-indeno[1,2c]isoquinolin-5,11(6H)-dion (84a) .......................................................41
Hình 9. Phổ 1H – NMR của hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin5,11(6H)-dion (84b) .............................................................................. 42
Hình 9’. Cấu trúc hóa học của hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin5,11(6H)-dion (84b). ............................................................................. 42
Hình 10. Phổ 1H – NMR của hợp chất 6-(2-metoxyetyl)-5H-indeno[1,2-c]
isoquinolin-5,11(6H)-dion (84c).......................................................... 43
Hình 10’. Cấu trúc hóa học của hợp chất 6-(2-metoxyetyl)-5H-indeno[1,2-c]

isoquinolin-5,11(6H)-dion (84c).......................................................... 44
Bảng 1. Hoạt tính gây độc tế bào IC50 (µM) và hoạt tính ức chế top 1 của các
hợp chất từ 23b – 28c.............................................................................. 9


Bảng 2 . Hoạt tính gây độc tế bào IC50 (µM) và hoạt tính ức chế top I của các
hợp chất từ 32a – 40.............................................................................. 13
Bảng 3. Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 66 – 68. ............... 21
Bảng 4. Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 69 – 72. ............... 22
Bảng 5. Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 73– 75.................. 23
Bảng 6. Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 76 – 79. ............... 24
Sơ đồ 1. Các hướng chính tổng hợp khung indenoisoquinolin......................... 6
Sơ đồ 2. Tổng hợp indeno[1,2-c]isoquinolin. ................................................... 7
Sơ đồ 3. Tổng hợp indenoisoquinoline theo Won-Jea Cho và cộng sự. ......... 11
Sơ đồ 4. Tổng hợp khung indenoisoquinoline thông qua phản ứng đóng vòng
của (benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,8-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]
isoquinolin-8-yl)methanol. ................................................................... 15
Sơ đồ 5. Tổng hợp indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11-dion. ................................ 18
Sơ đồ 6. Quy trình tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm thế R
khác nhau. ............................................................................................. 35
Sơ đồ 7. Quy trình tổng hợp các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm thế R là
các gốc hidrocacbon.............................................................................. 37


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 6
1. Lí do chọn đề tài ...................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................... 3
3. Nhiệm vụ nghiên cứu............................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................... 4

1.1. Tổng quan về indenoisoquinolin .......................................................... 4
1.1.1. Công thức cấu tạo ........................................................................... 4
1.1.2. Danh pháp ...................................................................................... 4
1.1.3. Mô hình phân tử trong không gian.................................................. 4
1.1.4. Công thức phân tử .......................................................................... 4
1.2. Tình hình nghiên cứu............................................................................ 5
1.2.1. Trên thế giới ................................................................................... 5
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước.................................................. 19
1.3. Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất indenoisoquinolin ............... 19
1.3.1. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl20
1.3.2. Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng morpholinopropyl .........21
1.3.3. Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng imdazolyl propyl ........... 22
1.3.4. Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm thế ethanol amino ........ 23
1.4. Tổng quan về các phương pháp nghiên cứu trong tổng hợp hữu cơ .... 25
1.4.1. Phương pháp sắc kí bản mỏng ...................................................... 25
1.4.2. Chiết ............................................................................................. 26
1.4.3. Loại bỏ dung môi ở áp suất thấp ................................................... 26
1.4.4. Sắc kí cột ...................................................................................... 26
1.4.5. Phương pháp nhồi cột huyền phù.................................................. 27
1.4.6. Phương pháp lựa chọn chất hấp phụ và dung môi chạy cột sắc kí . 27
1.5. Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ..... 31


1.5.1.Điểm nóng chảy (Mp) ................................................................... 31
1.5.2. Độ quay cực ([α]D) ....................................................................... 32
1.5.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonancespectroscopy,
NMR) ..................................................................................................... 32
1.5.4. Phổ khối lượng (Mass spectrocopy, MS) ...................................... 34
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 35
2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 35

2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................35
2.3. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 36
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................... 37
3.1.Quy trình tổng hợp ................................................................................. 37
3.1.1.Tổng hợp hợp chất indeno[1,2-c]isochromene-5,11-dione (83) ..... 37
3.1.2. Tổng hợp các hợp chất indenoisoquinoline. .................................. 38
3.2. Hằng số vật lí và các dữ kiện phổ của các hợp chất ............................39
3.2.1. Hợp chất 1: 6-(prop-2-yn-1-yl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin5,11(6H)-dion (84a) ..................................................................................39
3.2.2. Hợp chất 2: 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11(6H)-dion
(84b) ...................................................................................................... 39
3.2.3. Hợp chất 3: 6-(2-metoxyetyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin5,11(6H)-dion (84c). ............................................................................. 39
3.3. Kết quả và thảo luận.............................................................................. 40
KẾT LUẬN ................................................................................................... 45
DANH MỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................... 46


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Ngày 3/2/2014, Tổ chứ Y tế Thế giới (WHO) cho biết, số ca mắc bệnh
ung thư mới trên toàn cầu đang ngày càng gia tăng với tốc độ đáng báo động,
với mức tăng 14 triệu người trong năm 2012. Công bố này được đưa ra trong
bản báo cáo Ung thư Thế giới của Cơ quan Nghiên cứu về Ung thư Quốc tế
thuộc Tổ chức Y tế Thế giới. Theo bản báo cáo, số ca mắc bệnh ung thư trên
Thế giới có khả năng sẽ tăng thêm 22 triệu người mỗi năm trong vòng 2 thập
kỉ tới. [12]
Hội nghị khoa học quốc tế về phòng chống ung thư vào tháng 4/2013
tại Hà Nội cho biết, tỷ lệ tử vong do ung thư ở Việt Nam cao hàng đầu thế
giới. Tỷ lệ tử vong vì ung thư ở Việt Nam là 73,5% khi đó, tính chung toàn
thế giới con số này là 59,7%; tại các nước phát triển là 49,4% và ở những
nước đang phát triển cũng chỉ ở mức 67,9%. Mỗi năm, số bệnh nhân mới mắc

ung thư ở Việt Nam là 150.000 người, trong đó có 75.000 người tử vong, con
số này có xu hướng tăng trong những năm tiếp theo. Tính đến thời điểm hiện
tại, cả nước có từ 240.000 – 250.000 người mắc bệnh ung thư. [11]
Tất cả những số liệu trên đủ để thấy ung thư đang có ảnh hưởng như thế
nào đối với sức khỏe và tính mạng của con người không chỉ ở Việt Nam mà
còn ở trên toàn thế giới. Ngày nay, chúng ta có thể để điều trị ung thư trên cấp
độ tế bào với độ chính xác và hiệu quả khá cao. Trong đó, Topoisomerase là
đích đến hiệu quả trong việc nghiên cứu và tổng hợp thuốc điều trị ung thư vì
Topoisomerase bị ức chế sẽ gây chết tế bào ung thư do tế bào này phân chia
rất nhanh chóng.
Trong cơ thể sống, Topoisomerase I (Top I) là enzym xúc tác cho nhiều
thay đổi về cấu trúc liên kết của phân tử DNA, tạo điều kiện cho những quá
trình sinh lý quan trọng diễn ra bên trong tế bào ung thư như phiên mã, sao

1


mã và phân ly vào nhiễm sắc thể. Vai trò của Top I là để tháo xoắn DNA
bằng cách tạo ra một sợi nucleotit duy nhất. Trong đó enzyme sẽ liên kết hóa
trị với DNA cho đến khi đóng xoắn. Như vậy sự tồn tại và phát triển của tế
bào nhân chuẩn phụ thuộc vào enzyme Top I. Do đó, nó là mục đích trị liệu
tiềm năng trong việc điều trị chống ung thư. Có hai con đường có thể ức chế
Top I đó là ức chế khả năng tháo xoắn của các sợi DNA và phương pháp thứ
2 là gây “ngộ độc” enzyme bằng cách đặt nó như một phức hợp cộng hóa trị
với DNA. [4]
Trước đây, người ta sử dụng camptothecin (1) như chất gây ức chế Top
I. Các dẫn xuất Camptothecin như Topotecan (2), Irinotecan (3) là các chất
gây ức chế Top I duy nhất hiện được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm
Hoa Kỳ (The U.S.Food and Drug Administration) cấp phép làm thuốc chống
ung thư [4]. Các hợp chất này là sản phẩm tan trong nước được bán tổng hợp

từ camptothecin. Topotecan (2) (Hycamtin) được sử dụng cho chống ung thư
buồng trứng và ung thư phổi tế bào nhỏ (SCL). Irinotecan (3) (Camptosar,
Campto) được sử dụng rộng nhiều trong điều trị khối u ác tính ở đường tiêu
hóa (colorectal và gastroesophageal). Topotecan và Irinotecan cũng được
dùng trong điều trị khối u ác tính ở não (glioblastomas), sarcomas... Tuy
nhiên, hai hợp chất thuốc Topotecan và Irinotecan còn có nhiều nhược điểm
như: Camptothecin rất nhanh mất hoạt tính do thủy phân vòng E (vòng
lacton) ngay cả trong môi trường pH sinh lý và độc với tủy xương. [5]

Hình 1. Camptothecin và một số dẫn xuất
2


Do những nhược điểm của Camptothecin như vậy, các nhà khoa học đã
nghiên cứu và tổng hợp các indenoisoquinolin để gây ức chế Top I.
Indenisoquinolin là lớp chất có tính ổn định, không bị thủy phân, không gây
độc giống như Camptothecin nhưng lại có hoạt tính sinh học thấp hơn rất
nhiều. Do vậy, các cuộc nghiên cứu đã được tiến hành nhằm cải thiện và nâng
cao hoạt tính sinh học của các indenoisoquinolin. Việc nâng cao hoạt tính sinh
học của các indenoisoquinolin có ý nghĩa thực tiễn vô cùng quan trọng trong
việc điều trị ung thư trên thế giới cũng như là ở Việt Nam.
Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi chọn đề tài cho khóa luận tốt nghiệp là:
Tổng hợp một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là
các hiđrocacbon
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu tổng hợp thành công và xác định cấu trúc của một số dẫn
xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là các hiđrocacbon. Từ đó tạo cơ sở
cho những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực tổng hợp các hợp chất hữu cơ
nói chung và nâng cao hoạt tính sinh học cho các dẫn chất của
indenoisoquinolin nói riêng, góp phần vào sự phát triển của y học thế giới

cũng như y học Việt Nam hiện đại về lĩnh vực chống ung thư.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài (các đề tài,
bài báo cáo khoa học, các công trình khoa học đã làm thành công về đề tài).
- Nghiên cứu các hướng tổng hợp, các cơ chế và dự đoán các hướng
sản phẩm của các phản ứng.
- Tổng hợp một số dẫn xuất của indenoisoquinolin có mạch nhánh là
các hiđrocacbon
- Tiến hành đo phổ và giải phổ để kiểm tra cấu trúc của sản phẩm tổng
hợp.

3


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về indenoisoquinolin
1.1.1. Công thức cấu tạo
O

D
C
A

B
N
R
O

Khung cacbon bao gồm vòng A và B là vòng isoquinolin
và vòng C và D là vòng indeno

1.1.2. Danh pháp
6-R-6H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11-dion.
1.1.3. Mô hình phân tử trong không gian

1.1.4. Công thức phân tử: C16H8NO2R.

4


1.2. Tình hình nghiên cứu
1.2.1. Trên thế giới
Hợp chất indenoisoquinolin (4) (NSC 314622) được tổng hợp lần đầu
tiên vào năm 1978 bởi Mark Cushman và cộng sự, thể hiện hoạt tính ức chế
Top I nên hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất
của indenoisoquinolin 4 và nghiên cứu hoạt tính ức chế Top I của các dẫn
chất của nó. Một số dẫn xuất của indenoisoquinolin như: Indotecan (5) và
Indimitecan (6) đã được đưa vào nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn
II. Các hợp chất này có hoạt tính cao hơn so với thuốc hệ camptothecin nhưng
không gây hiệu ứng phụ, đặc biệt bền, không bị thủy phân vì không có vòng
lactam. [8]

O

O

O

N
O

O
MeO

MeO
N

MeO

MeO

O

O
O

O
MeO

O

CH3

N

MeO
O

O

N

N
O

4 (NSC314622)

5

N

6

Hình 2. Một số dẫn xuất indenoisoquinolin bước đầu được nghiên cứu
bởi Mark Cushman.


Các phƣơng pháp tổng hợp
Hiện nay có 4 phương pháp chính tổng hợp khung indenoisoquinolin,

trong bài khóa luận này em xin được trình bày 2 trong 4 phương pháp chính
tổng hợp khung indenoisoquinolin:

5


O
O

O

7

O

COOH
O
D

+ RNH2

O

N
A

16 O

O

C

B
N

R

10

9

+

R

O

O

N

8
R

OBn

OHC
N

NH

R
O

13

O

15

OBn

Me
NHMe

+
NC

O

N O
R

12

O

11

14

Sơ đồ 1. Các hướng chính tổng hợp khung indenoisoquinolin.
1.2.1.1. Phương pháp thứ nhất
Tổng hợp indenoisoquinoline thông qua phản ứng đóng vòng của 3–
arylisoquinolin.
Won-Jea Cho và các cộng sự [6] đã sử dụng phương pháp này khá hiệu
quả để tổng hợp nên các indenoisoquinolin với dẫn xuất khác nhau. Đầu tiên
3-arylisoquinolin 19a, b được tổng hợp thông qua phản ứng giữa một
toluamide và benzonitrile như sơ đồ 2.

6

PMBO
PMBO

R1

R1

Me

+

n-BuLi
THF, -70 oC

NHMe
NC

NH

18

17
O
a: R = H
b: R1 = Me

19
O

1

MeI/NaH
or BnCl/NaH
or PMBCl/K2CO3

a: R1 = H (39%)
b: R1 = Me(42%)

PMBO
HO
R1

DDQ
H2O
N

20

R1

CH2Cl2
R2

21

O
1

PDC

CH2Cl2

N
R2
O

2

a: R =H, R =Me (57%)
b:R1 = Me, R2 = Me (85%)
c: R1 = Me, R2 = PMB(92%)
d: R1 = Me, R2 = Bn (68%)

a: R1 =H, R2 =Me (59%)
b:R1 = Me, R2 = Me (73%)
c: R1 = Me, R2 = PMB(85%)
HO

OHC
R1

R1

R1

Acetone
10% HCl

N

N

R2

22

R2

23

O
1

H2, Pd/C
CH3COOH
EtOH
80 Psi, r.t

N
R2

O
1

2

2

a: R =H, R =Me (59%)
b:R1 = Me, R2 = Me (93%)

c: R1 = Me, R2 = PMB(78%)

a: R =H, R =Me (83%)
b:R1 = Me, R2 = Me (77%)
c: R1 = Me, R2 = PMB(72%)

R1OH

H
R1

H

27

R1OH
10% HCl

a: R1 =H, R2 =Me (59%)
b:R1 = Me, R2 = Me (77%)
c: R1 = Me, R2 = PMB(95%)

PDC
CH2Cl2

O

O
R1

R1
N
R2

25

N

N

O

R2

R2

24

28

O

O

a: R1 =H, R2 =Me (98%)
b:R1 = Me, R2 = Me (89%)
c: R1 = Me, R2 = PMB(99%)

R1O
Me

N
R2

26

O

O

Sơ đồ 2. Tổng hợp indeno[1,2-c]isoquinolin.

7


Ban đầu N-Methyl-o-toluamide 17a,b được xử lí với n-BuLi để thu được
các anion, sau đó cho phản ứng với benzonitrile 18 để nhận được 3arylisoquinolin 19a, b với hiệu suất tương ứng 39% và 42%. Các hợp chất
19a, b tiếp tục cho phản ứng với các alkyl halogenua như MeI, BnCl, PMBCl
với xúc tác là NaH hoặc K2CO3 thu được các hợp chất N-alkyl 20a-d. Thực
hiện phản ứng loại bỏ nhóm bảo vệ PMB trong 20a-d bằng cách cho phản
ứng với DDQ dung môi là methylencloride thu được các hợp chất 21a-c. Oxy
hóa 21a-c bằng PDC thu được các andehit 22a-c tương ứng, sau đó xử lý các
andehit thu được bằng HCl 10% trong acetone cho các sản phẩm cộng đóng
vòng là các indenoisoquinoline 23a-c với hiệu suất 59-93% . Điều đặc biệt là
khi các indenoisoquinoline 23a-c có nhóm chức rượu ở vị trí số 11 được
phản ứng với rượu khác nhau trong sự có mặt của HCl 10% thu được các hợp
chất alkoxy tương ứng 26a-m . Đó là kết quả của các phản ứng liên tiếp: mất
nước của dẫn chất 24 trong môi trường axit và tấn công nucleophin liên tiếp
của rượu vào vị trí C-11 của dẫn chất 25. Mặt khác khi thực hiện phản ứng
tách hydroxyl ở vị trí C-11trong các indenoisoquinoline 23a-c bằng xúc tác

5% Pd/C

dưới áp suất 80 psi trong EtOH cũng

thu được

các

indenoisoquinoline 27a-c với hiệu suất đạt 59-95%. Các nhóm hydroxyl tại
C-11 còn được nhóm tác giả nghiên cứu thực hiện phản ứng oxy hóa bởi
PDC trong methylenclorua thu được các indenoisoquinolinedion 28a-c với
hiệu xuất rất cao 89-99%.
Won-Jea Cho và cộng sự đã tiến hành các xét nghiệm thử hoạt tính gây
độc tế bào của các hợp chất tổng hợp được trên bốn dòng tế bào khối u ở
người bao gồm A 549 (khối u phổi), Skov-3 (khối u buồng trứng), SK-MEL-2
(khối u ác tính) và HCT 15 (khối u ruột) sử dụng sulforhodamine B (SRB) xét
nghiệm. Kết quả được đưa ra ở bảng 1. [6]

8


Bảng 1. Hoạt tính gây độc tế bào IC50 (µM) và hoạt tính ức chế top 1
của các hợp chất từ 23b – 28c.
STT

Hợp chất

R1

R2

A549

HCT15

OV-3

MEL-2

Top 1a

1

23b

Me

Me

300.47

20.88

60.11

110.97

-

2

23c

Me

PMB

100.41

20.25

70.99

180.72

-

3

26a

Me

Me

130.47

20.86

60.06

70.26

-

4

26b

Et

Me

90.03

20.61

70.94

40.85

-

5

26c

n

Pr

Me

40.60

10.89

70.68

80.34

-

6

26d

n

Bu

Me

110.24

10.19

30.48

20.91

-

7

26e

i

Bu

Me

28.15

27.39

38.37

10.52

-

8

26f

n

Me

16.19

22.01

13.33

26.50

-

9

26g

Me

PMB

10.25

1.11

1.36

15.16

+

10

26h

Et

PMB

6.71

1.93

5.89

3.60

+

11

26i

n

Pr

PMB

3.45

1.42

5.76

6.26

+++

12

26j

i

Pr

PMB

6.22

0.91

1.21

2.43

+++

13

26k

n

Bu

PMB

3.24

4.40

2.01

3.37

-

14

26l

i

Bu

PMB

1.87

9.92

1.63

2.07

+++++

15

26m

n

PMB

11.21

5.59

5.70

11.25

-

16

27a

H

Me

30.09

20.50

30.56

130.31

-

17

27b

Me

Me

130.18

20.14

260.79

80.26

-

18

27c

Me

PMB

50.98

8.9

23.2

31.9

-

19

28a

H

Me

23.51

30.55

80.95

90.20

-

20

28b

Me

Me

20.05

14.34

16.29

17.14

-

21

28c

Me

PMB

155.30

171.36

102.22

157.54

-

22

CPT

0.067

0.080

0.024

0.075

+++

23

Doxorubicin

0.97

1.67

1.17

4.78

Pt

Pt

Hoạt tính được thể hiện bán định lượng như sau: -, hoạt động rất yếu; +, hoạt động yếu
kém; +++, hoạt động tương tự như camptothecin; +++++, hoạt động mạnh hơn
camptothecin.

9


Từ bảng 1 cho thấy hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất
indenoisoquinoline bị ảnh hưởng cao bởi các dẫn chất alkoxy, chứ không phải
bởi các dẫn chất xeton hoặc hydroxyl. Các dẫn chất 11-Hydroxyl 23b –c đã
không thể hiện khả năng gây độc đáng kể chống lại bốn dòng tế bào khối u.
Các hợp chất 27a-c cũng không thể hiện khả năng gây độc mạnh. Hợp chất
27c cho thấy hiệu lực thấp (8.9µmol) chống lại dòng tế bào HCT 15. Các dẫn
chất 11-keto 28a-c gây độc tế bào yếu (14-30µmol) hoặc thậm chí hoạt tính
yếu hơn 27a-c. Tuy nhiên, sự tăng cường đáng kể của khả năng gây độc và
hoạt tính ức chế top 1 đã được quan sát thấy khi các nhóm hydroxyl đã được
chuyển đổi thành các chất alkoxy tương ứng, đặc biệt là các hợp chất 26g-m.

Hợp chất isobutoxy 26l hoạt tính ức chế top 1 mạnh nhất cũng như khả năng
gây độc mạnh (1.63-9.92µmol ) chống lại cả bốn dòng tế bào khối u . Điều
thú vị là các hợp chất 26g - m có chứa nhóm p-methoxybenzyl cho thấy khả
năng gây độc tế bào mạnh hơn các hợp chất N-methyl 26a-f. [6]
Won-Jea Cho và các cộng sự cho thấy là nhóm tác giả khá thành công
theo phương pháp này khi tiếp tục nghiên cứu tổng hợp khung
indenoisoquinolin nhờ phản ứng đóng vòng của 4-bromo-2-methyl-3-(2vinylphenyl)isoquinolin-1(2H)-one 35a-c mô tả như sơ đồ 3. [10]

10


PMBO
R1

PMBO

R

Me

1) n-BuLi, THF
NC

NHMe

N

2) Mel, NaH or
PMBCl, K2CO3

+

R2

31

30

O

29

a: R1 = H, R2 = Me
b: R1 = Me, R2 = Me
c: R1 = Me, R2 = PMB

O

a: R = H
b: R = Me
PMBO

HO

Br
1

DDQ
H2O
CH2Cl2

N
2

R

32

O

H

Br

R1

NBS R
ACCN
CCl4
hv

N
2

O

CH2Cl2

Br

R1

R

33

PDC

O
N

a: (73%), b: (69%), c: (81%)

a: (73%), b: (90%), c: (73%)

34

R2

O

a: (90%), b: (88%), c: (89%)
Me
Br
+

Ph3P CH3Br

R1

n-Bu3SnH
ACCN

n-BuLi, THF

N

35

Toluene

R2

N
R2

O

O
36
a: (88%), b: (39%), c: (29%)

a: (95%), b: (62%), c: (89%)

O

O

O

O

37

R1

O

NH4OH

NH

DMF
38

y. 77%

O

POCl3
N

y. 73%
39

Cl

O

ethylenediamine

K2CO3/ DMF
y. 68%
N

40

HN

HCl

NH2

Sơ đồ 3. Tổng hợp indenoisoquinoline theo Won-Jea Cho và cộng sự.

11


Trước tiên nhóm tác giả cũng tổng hợp 3-arylisoquinolin 31a-c
thông qua phản ứng giữa một toluamide và benzonitrile mô tả như sơ đồ
2. Tiếp theo brom hóa 31a-c với NBS/ACCN trong CCl 4 cho 32a-c với
hiệu suất tốt (73-90%). Nhóm p-Methoxybenzyl được gỡ bỏ từ 32a-c bởi
sự oxy hóa DDQ ( 2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone) cho rượu
allyl 33a-c, sau đó bị oxy hóa bởi PDC thu được andehit 34a-c với hiệu
suất tốt (88-90%). Phản ứng của aldehyde 34a-c với Ph3PCH3Br trong sự
có mặt của n-BuLi xảy ra cho styrene 35a-c với hiệu suất 62-95%.
Styrene 35a-c điều trị với n-Bu3SnH trong sự có mặt của ACCN cho 6,11dihydro-5H-indeno[1,2-c]isoquinolin-5-one 36a-c với hiệu suất 55-88%.
Ngoài ra nhóm tác giả nghiên cứu đã sử dụng nguyên liệu có sẵn 6oxabenzo[a]fluorine-5,11-dione

37

chuyển

indenoisoquinoline 38 bởi điều trị với NH4OH,

đổi

hiệu

quả

thành

sau đó phản ứng với

POCl3, tiếp theo bằng phản ứng thay thế với ethylenediamine cho 5-(2aminoethylamino)indeno[1,2-c]isoquinolin-11-on

40 với hiệu suất tốt

(68%). [10]
Won-Jea Cho và cộng sự đã tiến hành các xét nghiệm thử hoạt tính gây
độc tế bào của các hợp chất tổng hợp được trên các dòng tế bào khối u ở
người bao gồm A 549 (khối u phổi), Col2 (khối u ruột), SNU-638 (khối u dạ
dày), HT1080 (khối u xơ) và HL-60 (ung thư bạch cầu). Kết quả được đưa ra
ở bảng 2. [10]

12


Bảng 2 . Hoạt tính gây độc tế bào IC50 (µM) và hoạt tính ức chế top I
của các hợp chất từ 32a – 40.

STT

Hợp chất

R1

R2

Col2

SNU-638

HL60

HT1080

Top 1a

77.64

>100

>100

76.7

>100

-

1

32a

H

2

32c

Me PMB

>100

>100

>100

>100

>100

-

3

33b

Me Me

25.06

99.3

18.7

>100

70.2

-

4

33c

Me PMB

43.37

23.4

16.4

>100

31.7

-

5

34a

H

Me

60.67

67.4

16.4

6.0

11.4

-

6

34b

Me Me

37.58

33.8

22.0

17.6

46.5

++

7

34c

Me PMB

18.46

69.8

19.8

>100

17.8

-

8

35b

Me Me

49.35

61.1

14.0

18.3

38.6

++

9

35c

Me PMB

84.27

16.8

14.5

>100

42.2

-

10

36a

H

Me

2.58

4.90

7.40

1.70

5.80

-

11

36b

Me Me

2.98

7.4

9.0

7.1

5.9

-

12

36c

Me PMB

3.84

4.40

6.60

8.50

4.20

-

13

38

-

-

>100

>100

>100

>100

40.1

+

14

40

-

-

0.85

1.43

1.68

10.4

9.6

++++

15

Ellipticine

-

-

1.9

2.3

2.2

5.8

4.3

ntb

16

Camptothecin

-

-

0.069

0.045

0.098

0.018

0.080

++++

a

Me

A549

Hoạt tính được thể hiện bán định lượng như sau: -, hoạt động rất yếu; ++, hoạt động yếu;

+++, hoạt động tương tự như camptothecin.
b

nt, không kiểm tra.

Từ bảng 2 cho thấy indenoisoquinolin 36a - c thể hiện khả năng gây
độc chống lại năm dòng tế bào này mạnh hơn so với 3–arylisoquinolin 32a-c,
33b-c, 34b-c và 35b-c. Indenoisoquinolin 36a - c trong khoảng 1.70-8.5µM
hoạt tính chống lại dòng tế bào HL 60 và dao động từ 2.58 đến 9.0µM hoạt
tính chống lại bốn dòng tế bào khác. Tất cả 4-bromo-3-arylisoquinolin 32a 35c thể hiện khả năng gây độc tế bào rất yếu. Hơn nữa, không có chất nào
trong số các hợp chất có hoạt tính ức chế top 1 mạnh, bao gồm cả các

13


indenoisoquinolin 36a-c. Mặt khác, 5-(2-aminoethylamino)indeno[1,2c]isoquinolin-11-on 40 thể hiện hoạt tính ức chế top 1và hoạt tính gây độc tế
bào mạnh. [10]
Mark Cushman và các cộng sự [3] cũng sử dụng phương pháp này tổng
hợp khung indenoisoquinoline thông qua phản ứng đóng vòng của
(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,8-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-8yl)methanol 46 được mô tả như sơ đồ 4.
H3C

H
O

O

CH3

O

CH3

O

O
NH

O

NH

O

41

42

H

CH3
O

CH3
O

H

H

O

O

-BH+

H

NH

O

-CH3OH

NH

O

43

44

O
O
HO

O

O
O

O
H

O

H+

NH

O

NH

O

45

46
O

O

HO

HO
O

O

H+

O

O

-H2O
-H2

H
NH

O

NH

O

47

48
O

O
O

NH

O

49

14

Cl-

H

O

O

HO
H

O

O
O

H
O
O
NH

O

NH

O

46

50

O

O

O
O

O
O

H
NH

O

NH

O

51

52
O

O
O

NH

O

Cl-

49

Sơ đồ 4. Tổng hợp khung indenoisoquinoline thông qua phản ứng đóng
vòng

của

(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,8-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]

isoquinolin-8-yl)methanol.
Đầu tiên sự tạo vòng bắt đầu bằng việc loại bỏ methanol từ hợp chất
trung gian N-((benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)methyl)-2,2-dimethoxyethanamine
41, tiếp theo là sự tấn công của vòng thơm trên cation N((benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)methyl)-2-methoxyethanamine 42. Sau đó phản
ứng thơm hóa của vòng phenyl dẫn đến hợp chất trung gian 5,6,7,8tetrahydro-8-methoxy-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinoline 44. Sự mất methanol
từ hợp chất trung gian 44 hình thành 1,2-dihydroisoquinoline 45. Bước tiếp
theo tạo hợp chất trung gian (benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,6,7,8-tetrahydro[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-8-yl)methanol 46. Sự tấn công tiếp theo của
ion iminium 46 dẫn đến sự hình thành vòng thứ hai. Quá trình thơm hóa hợp

15


chất trung gian 47 thu được dẫn chất 48, sau đó do sự tách nước và sự tách
hidro tạo norindenoisoquinoline 49 cuối cùng. .
Hợp

chất

trung

gian

có

46

thể

đồng

phân

hóa

thành

(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)(5,6-dihydro-[1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinolin-8yl)methanol 50 và sự tạo vòng thứ hai xảy ra trong môi trường axit tạo hợp
chất trung gian 51, sau đó thơm hóa cho dẫn chất 52 và tách hidro hình thành
norindenoisoquinoline 49. [3]
1.2.1.2.

Phương pháp thứ hai

Tổng hợp indenoisoquinoline thông qua phản ứng đóng vòng của dẫn chất
styrenic enamide.
Axel Couture và các cộng sự [9] đã sử dụng phương pháp này khá hiệu
quả để tổng hợp nên indeno[1,2-c]isoquinolin-5,11-dion 64a-d như sơ đồ 5.

16