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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ THỊ MỪNG

TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ
BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
4- AMINO-2-ARYLQUINAZOLIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ THỊ MỪNG

TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ
BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
4- AMINO-2-ARYLQUINAZOLIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM

VÀ BÀO CHẾ THUỐC
MÃ SỐ: 60720402

Người hướng dẫn khoa học: TS. Văn Thị Mỹ Huệ
TS. Lê Nguyễn Thành

HÀ NỘI 2015


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: TS. Văn Thị Mỹ
Huệvà TS. Lê Nguyễn Thành là những người cô, người thầy đã tận tình hướng 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 Cường, Thạc sỹ Trần Hữu Giáp, Thạc sỹ 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, thư viện
- Trường Đại học Dược Hà Nội.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian, kiến thức cũng như 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 được sự góp ý của các thầy cô để luận văn của em được
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 10 tháng 10 năm 2015
Học viên

VŨ THỊ MỪNG

MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 2
1.1. DẪN CHẤT 3-ARYLISOQUINOLINAMIN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
CẤU TRÚC .............................................................................................................

2

1.1.1. Dẫn chất 3-arylisoquinolinamin .................................................................

2

1.1.2. Phát triển khung 3-arylisoquinolinamin thành 4-amino-2-arylquinazolin ..

4

1.1.3. Tác dụng chống ung thư của dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin ............... 5
1.2.

PHƯƠNG

PHÁP

TỔNG

HỢP

DẪN

CHẤT

4-AMINO-2-

ARYLQUINAZOLIN ............................................................................................

7

1.2.1. Tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin từ dẫn chất benzonitril ....................... 7
1.2.2. Phản ứng tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin của M. R Yadav …………

9

CHƯƠNG 2 . NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ………………………………………………………….

11

2.1. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, DUNG MÔI.................................................

11

2.2. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM.............................................................................

11

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................... 11
2.3.1. Phương pháp tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin

11

2.3.2. Phương pháp tinh chế và xác định cấu trúc .................................................. 12
2.3.3. Phương pháp xác định hoạt tính kháng tế bào ung thư ................................

12

Chương 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ................................................

15

3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC................................................................................... 15
3.1.1. Tổng hợp dẫn chất trung gian 4-cloro-2-arylquinazolin (2a-g) .................... 15
3.1.2. Tổng hợp 4-azid-2-arylquinazolin (3a-g) ..................................................... 20
3.1.3. Tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin (4a-g) .................................................

i

25


3.2. THÔNG SỐ HÓA LÝ VÀ DỮ LIỆU PHỔ....................................................

30

3.2.1. Thông số hóa lý ............................................................................................

30

3.2.2. Số liệu phổ .................................................................................................... 30
3.3. THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ..........................................

35

CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN ...................................................................................

36

4.1. VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC............................................................................. 36
4.2. VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC...........................................................................

37

4.2.1. Dẫn chất trung gian 4-cloro-2-arylquinazolin (2a-g) ...................................

37

4.2.2. Dẫn chất trung gian 4-azid-2-arylquinazolin (3a-g) ....................................

37

4.2.3. Dẫn chất trung gian 4-amino-2-arylquinazolin (4a-g) ................................

37

4.3. VỀ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ.............................................

43

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN.........................................................................................................

47

2. KIẾN NGHỊ......................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

ii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
A549

: Tế bào ung thư phổi

13

: Carbon nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ Hạt

C- NMR

nhân 13C)
CTPT

: Công thức phân tử

DMF

: Dimethylformamid

DMSO

: Dimethylsulfoxid

EtOH

: Ethanol

HMM

: Hexamethylmelamin

1

: Proton nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ proton)

H - NMR

HPLC

: High performance liquid chromatography

Hela

: Tế bào ung thư tử cung

Hep-2

: Tế bào ung thư gan người

IR

: Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại)

PTL

: Phân tử lượng

LU

: Tế bào ung thư phổi người

MeOH

: Methanol

MIC

: Minimal Inhibitory Concentration (nồng độ ức chế tối thiểu)

MS

: Mass spectrometry (Phổ khối lượng)

OVCAR-8

: Tế bào ung thư buồng trứng

SKLM

: Sắc ký lớp mỏng

tonc

: Nhiệt độ nóng chảy

WHO

: World Health Organization (Tổ chức Y tế thế giới)

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
TT

Tên bảng

Trang

1

Bảng 1

Kết quả tổng hợp các dẫn chất 2a-g

18

2

Bảng 2

Số liệu phổ 1H-NMR của các dẫn chất 2a-g

19

3

Bảng 3

Kết quả tổng hợp các dẫn chất 3a-g

23

4

Bảng 4

Số liệu phổ 1H-NMR của các dẫn chất 3a-g

24

5

Bảng 5

Kết quả tổng hợp các dẫn chất 4a-g

29

6

Bảng 6

Kết quả phân tích phổ khối lượng của các dẫn chất 4a-g

30

7

Bảng 7

Số liệu phổ IR của các dẫn chất 4a-g

31

8

Bảng 8

Số liệu phổ 1H-NMR của các dẫn chất 4a-g

32

9

Bảng 9

Số liệu phổ 13C-NMR của các dẫn chất 4a-g

33

10

Bảng 10

Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của 4a-g trên 4

34

dòng tế bào ung thư người
11

Bảng 11

Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của dẫn chất trên 4
dòng tế bào ung thư người

iv

44


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

TT

1

Tên hình
Hình 1

Một số hợp chất 3-arylisoquinolinamin (I) có hoạt tính

Trang
3

chống ung thư tốt trong nghiên cứu của Cho và cộng sự
2

Hình 2

Hợp chất chống ung thư isoquinolin (II) (Behren)

3

3

Hình 3

Một số hợp chất thế 4-amino-2-phenylquinazolin (III)

4

có tác dụng chống ung thư
4

Hình 4

Cấu trúc hóa học của các thuốc có chứa nhân quinazolin

5

5

Hình 5

Hợp chất 7-cloro-2-(4’-methylphenyl)-quinazolin-4-amin

6

(IV)
6

Hình 6

Dẫn chất 6,7-dimethoxyquinazolin (V) trong nghiên cứu của

6

Mange R.Yadav
7

Hình 7

Dẫn chất polyhalogen 4-amino-2-arylquinazolin (VI) trong

7

nghiên cứu của Sheng J. Yan
8

Hình 8

Phổ hồng ngoại của hợp chất 4c

38

9

Hình 9

a) Phổ 1H-NMR; b) Phổ 1H-NMR dãn rộng của chất 4c

40

10

Hình 10

a) Phổ 13C-NMR; b) Phổ 13C-NMR dãn rộng của chất 4c

42

11

Hình 11

Phổ khối lượng (MS) của chất 4c

43

v


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

TT

Tên sơ đồ

Trang

1

Sơ đồ 1

Tổng hợp các dẫn chất 3-arylisoquinolinamin

2

2

Sơ đồ 2

Thiết kế các dẫn chất 4-amino-2-aryl-quinazolin dựa trên

5

phương pháp nhóm thế đẳng cấu sinh học
3

Sơ đồ 3

Phản ứng tổng hợp dãy 4-aminoquinazolin (Xiaobo Yang et

8

al.)
4

Sơ đồ 4

Phản ứng tổng hợp 4-aminoquinazolin sử dụng lò vi sóng

8

của Julio A. Seijas và cộng sự
5

Sơ đồ 5

Phản ứng tổng hợp hợp chất quinazolin của Majid M.

9

Heravi

6

Sơ đồ 6

Sơ đồ tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin của M. R Yadav

7

Sơ đồ 7

Quy trình tổng hợp hợp chất 4-amino-2-arylquinazolin

8

Sơ đồ 8

Tổng hợp các hợp chất imin clorid 2a-g

15

9

Sơ đồ 9

Tổng hợp các hợp chất 3a-g

20

10

Sơ đồ 10 Tổng hợp các hợp chất 4a-g

25

vi

9
15,36


ĐẶT VẤN ĐỀ
Ung thư là một nhóm bệnh liên quan đến sự bất bình thường trong quá trình
phát triển, nhân lên và tồn tại của tế bào, nó dẫn đến sự phát triển không kiểm soát của
các tế bào ung thư và sự hình thành các khối u. Ung thư là một trong những vấn đề
nghiêm trọng về sức khỏe trên thế giới. Hiện tại, Tổ chức Y tế Thế giới ước tính trên
toàn cầu có khoảng 20 triệu người đang sống chung với bệnh ung thư, hàng năm trên
thế giới có khoảng 11 triệu trường hợp mới mắc ung thư và có khoảng 6 triệu người
chết do ung thư, đứng thứ hai sau bệnh tim mạch ở các nước phát triển [2, 8]. Cũng
như các nước trên thế giới, số người mắc bệnh ung thư ở Việt Nam đang có xu hướng
ngày một gia tăng. Ước tính, mỗi năm tại Việt Nam có 75.000 người chết vì ung thư
[6, 7]. Tóm lại, ung thư là thách thức đáng ngại về sức khỏe trong thế kỷ 21.
Trong quá trình tìm kiếm các thuốc chống ung thư mới, bên cạnh các hợp chất
tác dụng lên đích phân tử [1, 3, 6, 23] các hợp chất gây độc tế bào vẫn rất được chú ý
[8, 23]. Một trong những hợp chất được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu là
dãy hợp chất 3-arylisoquinolinamin có hoạt tính gây độc tế bào thông qua ức chế
enzyme topoisomerase rất mạnh [22].
Nhằm tìm kiếm sàng lọc các hợp chất mới có hoạt tính, chúng tôi sử dụng
phương pháp phát triển cấu trúc như thay đổi các nhóm chức, nhóm thế tương đương
sinh học của 3-arylisoquinolinamin để tạo nên dãy hợp chất 4-amino-2-arylquinazolin
[22, 25]. Kết quả của một số nghiên cứu cho thấy các dẫn chất này thể hiện hoạt tính

kháng tế bào ung thư tốt [25]. Hội nhập với xu hướng nghiên cứu của thế giới trong
việc tìm kiếm các dẫn chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư tốt, đề tài: “Tổng hợp
và thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của một số dẫn chất 4-amino-2arylquinazolin” được tiến hành với hai mục tiêu :
1- Tổng hợp được một số dẫn chất của 4-amino-2-arylquinazolin.
2- Thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất tổng hợp được trên một số dòng
tế bào ung thư.

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

DẪN CHẤT 3-ARYLISOQUINOLINAMIN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
CẤU TRÚC

1.1.1. Dẫn chất 3-Arylisoquinolinamin
Các dẫn chất khung 3-arylisoquinolin đã được quan tâm nghiên cứu trong
những năm gần đây [19-20]. Từ khi phát hiện ra hợp chất dẫn đường 3arylisoquinolinon với hoạt tính chống ung thư cao với nồng độ nano mol, nhóm nghiên
cứu của Cho đã tiến hành nhiều nghiên cứu về mối liên quan giữa cấu trúc và tác dụng
của dãy 3-arylisoquinolinon. Dựa trên phát hiện này, Cho đã tiến hành nghiên cứu về
cấu trúc-tác dụng bằng cách thay đổi các nhóm chức và nhóm thế và đã phát hiện dãy
hợp chất 3-arylisoquinolinamine có hoạt tính chống ung thư. Cho đã tổng hợp nhiều
dẫn chất khác nhau có chứa khung 3-arylisoquinolin [9-14] Trong một số các nghiên
cứu gần đây về dãy hợp chất 3-arylisoquinolinamin với hoạt tính chống ung thư tốt
[14, 29, 30], Cho đã báo cáo các dãy hợp chất với nhóm thế ở các vị trí 5, 6, 7 của
vòng isoquinolin. Các hợp chất này được tổng hợp từ các dẫn chất 3-arylisoquinolinon
tương ứng (Sơ đồ 1).

Sơ đồ 1: Tổng hợp các dẫn chất 3-arylisoquinolinamin

Trong các hợp chất 3-arylisoquinolinamin, các dẫn chất với nhóm thế methyl
hay dimethyl amino ở vị trí C-7 trên vòng isoquinolin thể hiện hoạt tính tốt, trong khi
các dẫn chất nhóm thế dimethylamin ở vị trí C-5 không có hoạt tính. Các hợp chất với
nhóm methyl, methoxy ở vị trí C-6 cũng có hoạt tính khá tốt. Một số hợp chất 3-aryl7-methyl-isoquinolinamin thể hiện tác dụng chống ung thư mạnh (IC50 = 0,21-0,72 μM)

2


trên các dòng tế bào ung thư vú (MDA-MB-231). Hợp chất với nhóm dimethylamin
thể hiên hoạt tính tốt hơn Paclitaxel (Taxol) đối với dòng tế bào ung thư trực tràng
(HCT-15) đã được đăng kí bản quyền trên thế giới [12, 21] .
R1= N(CH3)2, R2= 3’-OCH3, HCT-15, IC50= 0,015 μM

5'
6'
5
6
7
R1

4

3

1 N2

4'
R2
3'

1'
2'
(I)

NH2

R1= N(CH3)2, R2= 3’-CH3, HCT-116, IC50= 0,023 μM
R1= CH3, R2= 2’-OCH3, MDA-MB-231, IC50= 0,32 μM
R1= CH3, R2= 2’-F, MDA-MB-231, IC50= 0,72 μM
R1= CH3, R2= 3’-CH3, MDA-MB-231, IC50= 0,21 μM

Hình 1: Một số hợp chất 3-arylisoquinolinamin (I) có hoạt tính chống ung thư
tốt trong nghiên cứu của Cho và cộng sự
Bên cạnh nghiên cứu của Cho, Carl H. Behren và cộng sự có đăng kí bản quyền
về dãy hợp chất 3-(1-naphthyl)isoquinolinamin là các chất điều trị ung thư. Trong đó,
hợp chất (II) với nhóm thế methyl ở vị trí C-7 của vòng isoquinolin có hoạt tính gây
độc tế bào rất tốt ở nồng độ 5 nM với dòng tế bào ung thư da RPMI-7272 [15].

N

Me

NH 2

.HCl

(II)

RPMI-7272 Melanoma
IC50 = 5,0 nM

Hình 2. Hợp chất chống ung thư isoquinolin (II) (Behren)
Qua các nghiên cứu của Cho W. J, Behren C. H có thể rút ra một số kết luận về
mối liên hệ giữa hoạt tính-cấu trúc như sau: một số nhóm thế (Me, NMe2) ở vị trí 7 ở
vòng isoquinolin và các nhóm thế (Me, OMe, F) ở vị trí 2’, 3’ ở vòng nhánh phenyl
hay vòng 1-naphthalen có tác dụng làm tăng hoạt tính chống ung thư của dãy hợp chất
này.
Như vậy, dãy các hợp chất 3-arylisoquinolinamin là chất có tiềm năng kháng
ung thư đã và đang được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nhằm tìm ra các
hợp chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư mới.

3


1.1.2. Phát triển khung 3-arylisoquinolinamin thành 4-amino-2-arylquinazolin
Với mục tiêu tìm kiếm các chất có hoạt tính chống ung thư, phương pháp nhóm
thế đẳng cấu sinh học đã được sử dụng trong thiết kế thuốc. Phương pháp nhóm thế
đẳng cấu sinh học là một phương pháp tiếp cận thay đổi chất dẫn đường mà không làm
thay đổi nhiều về mặt cấu trúc hóa học, qua đó tìm được các hợp chất mới có hoạt tính
[4]. Đây là phương pháp có hiệu quả để thiết kế cấu trúc mới trong lĩnh vực nghiên
cứu và phát triển thuốc.
Phương pháp thay thế cấu trúc 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. 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 nhóm -CH= bằng –N= trong các vòng thơm là trường hợp hay sử dụng trong
số các nhóm đẳng cấu sinh học kinh điển [4].
Năm 2011, Cho và cộng sự Lê Nguyễn Thành, Văn Thị Mỹ Huệ đã báo cáo
thiết kế và tổng hợp một số dẫn chất thế 4-amino-2-phenylquinazolin (III) theo
phương pháp đẳng cấu sinh học từ hợp chất thế 3-arylisoquinolinamin, sau đó thử tác

dụng kháng tế bào ung thư trên 4 dòng tế bào A549 (ung thư phổi), SKOV-3 (ung thư
buồng trứng), SK-MEL-2 (ung thư tế bào hắc tố), và HCT-15 (ung thư đại tràng). Một
số hợp chất mới IIIa-c có kết quả gây độc tế bào trên 4 dòng ung thư trên với IC50 nồng
độ μM (4-65μM) [25].
N

N

N
N

N

N

NH

HN

NH
( IIIa)

(IIIb)

(IIIc )

Hình 3: Một số hợp chất thế 4-amino-2-phenylquinazolin (III)
Có tác dụng chống ung thư
Trên cơ sở đó, trong nghiên cứu này, các dẫn chất 4-amino-2-aryl-quinazolin là
hợp chất tương đương sinh học với dẫn chất chống ung thư 3-arylisoquinolinamin ở

4


các nghiên cứu trước đây [29, 30] được thiết kế, tổng hợp và thử hoạt tính độc tế bào.
Một số nhóm thế tương ứng ở khung dị vòng quinazolin (nhóm Me hay NMe2) cũng
như tại vòng phenyl (các nhóm thế ở vị trí 2’ và 3’ như Me, OMe, F) hay vòng 1naphthalen được lựa chọn và tổng hợp với mong muốn tìm ra các hợp chất có hoạt tính
kháng tế bào ung thư triển vọng (Sơ đồ 2).
1
3

R1

1

N2

Bioisostere

R3

N 2

R2

4

R1

NH 2

R3

N 3 R2

NH 2

3-arylisoquinolinamin

4-amino-2-arylquinazolin

Sơ đồ 2. Thiết kế các dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin dựa trên phương pháp
nhóm thế đẳng cấu sinh học
1.1.3. Tác dụng chống ung thư của dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin
Cấu trúc dị vòng quinazolin được phát hiện nhiều trong hợp chất tự nhiên và
được nghiên cứu nhiều trong hóa dược. Các dẫn chất quinazolin thể hiện nhiều tác
dụng sinh dược học quan trọng như tác dụng lên hệ thần kinh trung ương, tác dụng lên
hệ tim mạch, tác dụng chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư, vv. Dị
vòng quinazolin được coi là một cấu trúc đáng quan tâm trong việc phát triển thuốc.
Một số thuốc sử dụng trên thị trường mang khung quinazolin amin như Doxazocin là
thuốc chữa bệnh cao huyết áp do Pfizer nghiên cứu và phát triển. Thuốc chống ung thư
nhóm ức chế enzyme EGFR tyrosin kinase như Gefetinib.
O
N
MeO
MeO

N

N

MeO
O
N
O

N
N

O

O

HN

N

Cl

NH2
Doxazosin

Gefetinib

F

Hình 4. Cấu trúc hóa học của các thuốc có chứa nhân quinazolin
Năm 2010 Adel S. El-Azab và Mohamed A. Al-Omar đã thiết kế, tổng hợp và
thử tác dụng kháng tế bào ung thư của các dẫn chất quinazolin dựa trên sự thay đổi cấu

5


trúc hóa học của các thuốc ức chế enzyme EGFR tyrosin kinase như Erlotinib,
Gefetinib, Vandetanib. Trong số các hợp chất quinazolin tổng hợp, có dẫn chất 7cloro-2-(4’-methylphenyl)-quinazolin-4-amin có tác dụng khá tốt trên ba dòng tế bào
MCF-7 (ung thư vú), HELA (ung thư cổ tử cung), Hep-G2 dòng (ung thư gan) với
nồng độ IC50 tương ứng là 3.76; 3,56 và 14,5 μg/mL [16].
Me
N
N

Cl

NHR

(IV)

Hình 5. Hợp chất 7-cloro-2-(4’-methylphenyl)-quinazolin-4-amin (IV)
Năm 2012, Mange R. Yadav và cộng sự đã báo cáo về việc tổng hợp và thử hoạt
tính chống ung thư của các dẫn chất 6,7-dimethoxyquinazolin-4-amin trên 2 dòng tế
bào HCT116 (ung thư đại tràng) và HEY (ung thư buồng trứng) [28]. Kết quả thu
được một số chất sau:
MeO
MeO

X

N

X=2’-Cl, 3’-OMe, 4’-OMe, 3’-Me, 4’-Me

N

NH 2

(V)

Hình 6. Dẫn chất 6,7-dimethoxy quinazolin (V) trong nghiên cứu của Mange R.Yadav
Tuy nhiên những hợp chất thuộc dãy 6,7-dimethoxyquinazolin-4-amin có hoạt
tính chưa cao, tỉ lệ số tế bào chết ở 2 dòng tế bào ung thư HCT116 (ung thư đại tràng)
và HEY (ung thư buồng trứng) trên ở nồng độ thử nghiệm 10μM chỉ từ 2-42%.
Năm 2013, nhóm tác giả Trung quốc Sheng J. Yan và cộng sự đã tổng hợp và thử
tác dụng độc tế bào của một số hợp chất 2-arylquinazolin-4-amin (VI) với nhiều nhóm
thế halogen trên vòng quinazolin. Trong các hợp chất đó, hợp chất VIa thể hiện hoạt
tính tốt nhất trên 5 dòng tế bào thử nghiệm SKOV-3, HeLa, U2-OS, A549, and MCF-7
với nồng độ từ 3,86 µg/mL-0,72 µg/mL [26].

6


R

Y
X

N

F
N

NC

X

NH2

CF3

F
N
N

NC

( VI)

F

NH2

(VIa)

Hình 7. Dẫn chất polyhalogen 4-amino-2-arylquinazolin (VI) trong nghiên cứu của
Sheng J. Yan
Như vậy, các nghiên cứu về dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin còn chưa nhiều
trên thế giới các hợp chất này đều khác so với cấu trúc mà chúng tôi dự định nghiên
cứu. Chúng tôi hy vọng sẽ nghiên cứu và đóng góp thêm vào việc tìm ra các hợp chất
mới 4-amino-2-arylquinazoline có hoạt tính chống ung thư.

1.2.

PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 4-AMINO-2ARYLQUINAZOLIN

Hiện nay các dẫn chất của quinazolin 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 [16, 17, 24, 27]. Do tiềm năng ứng dụng đa dạng của các dẫn chất
quinazolin, nên đã có nhiều phương pháp tổng hợp quinazolin và dẫn chất được công
bố trong nhiều tài liệu khác nhau. Tuy nhiên mới chỉ có một số nghiên cứu về tổng
hợp 4-amino-2-arylquinazolin.
1.2.1. Tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin từ dẫn chất benzonitril
Năm 2009, Xiaobo Yang và cộng sự đã tổng hợp dãy hợp chất 4aminoquinazolin với nguồn nguyên liệu là dẫn chất 2-bromobenzonitril và amidin với
xúc tác là CuI, N,N’-dimethylethylendiamin (DMEDA), dung môi DMF, nhiệt độ phản
ứng 80oC và thời gian từ 3-12h, phản ứng tổng hợp cho hiệu suất khá cao từ 55-85%
[27]. (Sơ đồ 3)

7


2
3
R1

1 CN

HN
+

6
4

5

C

NH 2

R1

R2

Br
R1 = H, 3'

CH3 , 4'

N

CuI, DMEDA,
K 2CO3, DMF, 80oC

R2
N

NH 2

NO 2

R2 = NH 2 , CH3, CH 2CH 2CH3 ,

,

Sơ đồ 3: Phản ứng tổng hợp dãy 4-aminoquinazolin (Xiaobo Yang và cộng sự)

Phương pháp này đã được nhóm tác giả Trung quốc Sheng J. Yan và cộng sự
sử dụng để tổng hợp các dẫn chất polyhalogen 4-aminoquinazolin chống ung thư ở
nghiên cứu trên [26].
Julio-Seijas và cộng sự đã sử dụng phương pháp vi sóng tổng hợp thành công
10 dẫn chất 4-aminoquinazolin với sự ngưng tụ của anthranilonitril và các benzonitril,
xúc tác kali tert-butoxyd (t-BuOK ) 10%. Ưu điểm của phương pháp này thời gian
phản ứng rất ngắn 1-3 phút, hiệu suất thu được khá cao 75-93% [18]. Tuy nhiên hạn
chế là mới sử dụng hợp chất anthranilonitril không có nhóm thế, yêu cầu cần có lò vi
sóng chuyên dụng cho tổng hợp hữu cơ, khó sử dụng ở Việt Nam.
N

CN
+

RCN

R
N

NH 2

t-BuOK 10%
NH2

R= 2-aminophenyl, phenyl, 4-methoxyphenyl, 3-cyanophenyl, 2-thyophenyl,
2-furanyl, 4-pyridyl, 3-pyridyl, 2-pyridin, benzyl

Sơ đồ 4: Phản ứng tổng hợp 4-aminoquinazolin sử dụng lò vi sóng
của Julio A. Seijas và cộng sự
Năm 2009, Majid M. Heravi báo cáo tổng hợp 4-aminoquinazolin với nguyên

liệu 2-amino-benzonitril, acylchlorid, và ammonium acetat, đặc biệt với sự xúc tác của
HPA (acid heteropoly (H14 [NaP5W30O110]) dưới dạng hạt nano, điều kiện đun hồi lưu
trong thời gian 1h, kết quả cho hiệu suất cao >90% [17].

8


CN

O
+

NH2

HPA
+

C
R

H2N

OOCCH 3

Cl

N

R
N

NH 2

R= methyl, phenyl, 4-methoxyphenyl, 4-methylphenyl, 4-clorophenyl,
4-nitrophenyl, 2-nitrophenyl

Sơ đồ 5: Phản ứng tổng hợp hợp chất quinazolin của Majid M. Heravi

Cũng như nghiên cứu của Julio-Seijas A. và cộng sự, nghiên cứu này mới dừng
lại ở hợp chất không có nhóm thế, yêu cầu cần có xúc tác hạt nano HPA (acid
heteropoly (H14 [NaP5W30O110]) là không thông dụng.
1.2.2. Phản ứng tổng hợp 4-aminoquinazolin của M. R Yadav
Trong nghiên cứu về các dẫn chất chống ung thư 6,7-dimethoxyquinazolin-4amin, Yadav đã tiến hành tổng hợp các dẫn chất này qua 3 bước từ 2-arylquinazolinon.
Phương pháp này là tương tự với phương pháp được áp dụng trong tổng hợp dẫn chất
3-arylisoquinolinamin từ dẫn chất 3-arylisoquinolinon được nhóm nghiên cứu của Cho
sử dụng. Phương pháp này có ưu điểm là giúp cho tổng hợp được nhiều các hợp chất
4-amino-2-arylquinazolin với các nhóm thế khác nhau ở vị trí C-6 cũng như ở trên
vòng phenyl do nguồn nguyên liệu hóa chất rẻ tiền, dễ kiếm [28].

Sơ đồ 6. Sơ đồ tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin của M. R Yadav

So sánh với các phương pháp tổng hợp trên với việc sử dụng các hợp chất 2bromo hay aminobenzonitril, mặc dầu phương pháp sử dụng các hợp chất 2-bromo hay
aminobenzonitril cho sản phẩm qua 1 bước phản ứng nhưng lại hạn chế trong việc

9


tổng hợp các hợp chất với các nhóm thế mong muốn do nguyên liệu ban đầu 2-bromo
hay aminobenzonitril không đa dạng, nhiều nhóm thế.
Phương pháp M. R Yadav tổng hợp qua 3 bước, dài hơn nhưng phương pháp là

đơn giản, sử dụng các hóa chất sẵn có, rẻ tiền, cho hiệu suất cao, tổng hợp được nhiều
dẫn chất khác nhau. Do vậy phương pháp này được chúng tôi sử dụng để tiến hành
tổng hợp các dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin.

10


CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG
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, Trung Quốc, Việt Nam. Hợp chất 2-arylquinazolinon được tổng hợp trong
nghiên cứu trước đây [5]. 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
1

Nguyên liệu

Xuất xứ

TT

Nguyên liệu

Xuất xứ

Hợp chất 2-aryl

Tổng hợp

8

Ethylacetat

Trung Quốc

quinazolinone
2

Phosphoryl clorid

Merck

9

Nước cất

Việt Nam

3

Natri azid

Merck

10

n-hexan

Trung Quốc

4

Methanol

Merk

11

Aceton

Trung Quốc

5

10% Pd/C

Merck

12

Dimethylformamid

6

Dicloromethan

Merck

13

Khí H2

7

Ethanol

Merck

14

Benzylamine

2.2.
-

Merck
Việt Nam
Merck

THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
Dụng cụ thủy tinh: bình cầu phản ứng 1, 2 cổ dung tích 50 ml, 100ml, sinh hàn,
phễu, cốc thủy tinh các loại, bình lọc hút, phễu Buchner, bình nón, bình chiết…

-

Cân kỹ thuật điện tử Shimadzu (Nhật Bản).

-

Bơm hút chân không DIVAC1.21 (Mỹ).

-

Máy cất quay Buchi R – 210 (Thụy Sỹ).

-

Máy đo nhiệt độ nóng chảy nhiệt điện Electrothermal digital EZ.Melt 3.0

-

Máy khuấy từ gia nhiệt IKA-RTC (Đức).

-

Tủ sấy Memmert (Đức).

2.3.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1. Phương pháp tổng hợp 4-amino-2-arylquinazolin
-

Sử dụng các phương pháp tổng hợp hữu cơ thông thường để tổng hợp các dẫn

chất dự kiến.

11


-

Theo dõi tiến trình phản ứng và sơ bộ đánh giá độ tinh khiết các chất bằng sắc
ký lớp mỏng (SKLM).

2.3.2. Phương pháp tinh chế và xác định cấu trúc
 Sử dụng phương pháp sắc ký cột để tinh chế các hợp chất tổng hợp được.
 Sử dụng các phương pháp phổ hiện đại để xác định cấu trúc hóa học của các hợp
chất tổng hợp được như: phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1HNMR và 13C-NMR), phổ khối lượng (MS).
-

Phổ cộng hưởng từ được đo trên máy AVANCE Spectrometer AV500
(BRUKER, Đức)

-

Phổ khối khối lượng được đo trên máy LC-MS Agilent 1260- Viện Hóa sinh
biển – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

-

Phổ hồng ngoại được đo trên máy Perkin Elmer tại Viện Hóa học - Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2.3.3. Phương pháp xác định hoạt tính kháng tế bào ung thư

Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của các dẫn chất tổng hợp được theo
phương pháp MTT là phép thử độ độc tế bào chuẩn nhằm sàng lọc, phát hiện các chất
có khả năng kìm hãm sự phát triển hoặc diệt tế bào ung thư ở điều kiện in vitro.
2.3.3.1.

Nguyên tắc:

Đây là phương pháp thử nghiệm in vitro để đo sự tăng sinh và sống sót của tế
bào ung thư được nuôi cấy trong đĩa 96 giếng.
Hợp chất MTT có tên khoa học là 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5diphenyltetrazolium bormid, có màu vàng được thêm vào mỗi giếng và tế bào được ủ
ở 37oC, 5% CO2. Màu vàng biến đổi thành formazan tím trong ty thể của tế bào sống.
Khả năng hấp thụ của dung dịch có màu này có thể được định lượng bằng máy quang
phổ kế ở bước sóng 540 – 600nm. Sự biến đổi màu chỉ xảy ra khi enzym reductase
trong ty thể hoạt động, và như vậy sự chuyển đổi liên quan trực tiếp đến số lượng tế
bào sống sót. Nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp này để nghiên cứu độc tính của
các dẫn chất tổng hợp được trên bốn dòng tế bào ung thư người: tế bào ung thư biểu
mô - KB, tế bào ung thư gan - Hep – G2, tế bào ung thư phổi - LU, tế bào ung thư vú -

12


MCE – 7. Phương pháp này hiện đang được áp dụng tại Viện nghiên cứu ung thư quốc
gia Mỹ (NCI).
2.3.3.2.

Dòng tế bào thử nghiệm:

Các dòng tế bào ung thư ở người được cung cấp bởi ATCC gồm:
-

KB (Human epidemic carcinoma) – tê bào ung thư biểu mô.

-

Hep – G2 (Hepatocellular carcinoma) – tế bào ung thư gan.

-

LU (Human lung carcinoma) – tế bào ung thư phổi.

-

MCF-7 (Human breast carcinoma) – tế bào ung thư vú.

2.3.3.3.

Chất chuẩn dương tính: Ellipticin của hãng Sigma - Aldrich.

2.3.3.4.

Tiến hành:

a. Chuẩn bị tế bào.
Các dòng tế bào ung thư nghiên cứu được nuôi cấy trong các môi trường nuôi cấy
phù hợp có bổ sung thêm 10% huyết thanh bào thai bò (FBS) và các thành phần cần
thiết khác ở điều kiện tiêu chuẩn (5% CO2; 37oC; độ ẩm 98%; vô trùng tuyệt đối).
Tùy thuộc vào các đặc tính của từng dòng tế bào khác nhau, thời gian cấy chuyển
cũng khác nhau.
Tế bào phát triển ở pha log sẽ được sử dụng để thử độc tính.
b. Quy trình xác định hoạt tính kháng tế bào ung thư.

-

Pha 200l dung dịch tế bào ở pha log nồng độ 3 x 104 tế bào/ml vào mỗi giếng (đĩa
96 giếng) trong môi trường DMEM cho các dòng tế bào HepG2, MCF7, KB, LU.

-

Mẫu thử được pha loãng sao cho đạt đến nồng độ cuối cùng là 128g/ml; 32g/ml;
8g/ml; 2g/ml; 0,5 g/ml. Ủ ở 37oC, 5% trong 3 ngày.

-

Giếng điều khiển (đối chứng dương) chỉ gồm 200 l dung dịch tế bào 3 x 104 tế
bào/ml.

-

Sau 3 ngày nuôi cấy; ủ tiếp với MTT 0,2mg/ml ở 37oC trong 4 giờ.

-

Loại bỏ môi trường, thêm 100 l DMSO lắc đều để formazan có thể hòa tan hoàn
toàn.

-

Đọc mật độ quang ở bước sóng 540 nm trên máy Spectrophotometer Genios
TECAN. Mật độ quang phản ánh số lượng tế bào còn sống sót.

c. Tính kết quả:

13


Phần trăm kìm hãm sự phát triển của tế bào (Growth inhibition) được tính toán
dựa trên số liệu đo mật độ quang học OD trên máy quang phổ TECAN theo công thức
sau:
IC (%) = 100 x

OD mẫu thử - OD control (+)
OD control (-) - OD control (+)

Giá trị IC50 được tính dựa trên kết quả số liệu phần trăm kìm hãm sự phát triển
của tế bào bằng phần mềm máy tính tablet curve.

14


CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC
Dẫn chất 4-amino-2-arylquinazolin được tổng hợp từ hợp chất 2arylquinazolinon tương ứng theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 7. Quy trình tổng hợp hợp chất 4-amino-2-arylquinazolin
1a: R1= CH3; R2= H; R3= CH3

1d: R1 = CH3; R2= H; R3 = F

1b: R1= CH3; R2= CH3; R3 = H

1e: R1 = CH3; R2= F; R3 = H

1c: R1=CH3; R2= H; R3= OCH3

1f: R1= CH3 R2+ R3= -CH=CH-CH=CH1g: R1 = N(CH3)2 , R2+R3= CH=CH-CH=CH

3.1.1. Tổng hợp dẫn chất trung gian 4-cloro-2-aryl-quinazolin (2a-g)

Sơ đồ 8: Tổng hợp các hợp chất imin clorid 2a-g
Quy trình chung để tổng hợp các dẫn chất 4-cloro-2-aryl-quinazolin (2a-g)
Hỗn hợp quinazolinon 1a-g và phosphoryl oxytriclorid (2-3 ml) được đun nóng ở
50oC trong vòng 7-8h. Sau khi phản ứng kết thúc, cất loại bỏ POCl3 dư bằng áp suất
giảm, hỗn hợp phản ứng được đổ vào nước đá và được chiết với ethyl acetat. Dịch

15


ethyl acetat được làm khan bằng natri sulfat khan, lọc và cất loại dưới áp suất giảm.
Cắn thu được được tinh chế bằng sắc kí cột trên silica gel với dung môi n-hexan-ethyl
acetat (9/1) để thu được sản phẩm imin clorid 2a-g.
4-Cloro-6-methyl-2-(m-tolyl)quinazolin (2a)
N

CH3
N

H3C
Cl

CTPT: C16H13ClN2; KLPT: 268,74

Tiến hành:
Hợp chất 2a được tổng hợp từ 360 mg (1,4 mmol) chất 1a; 3ml POCl3, đun nóng ở
50oC trong vòng 7h. Sản phẩm thu được là 240 mg chất rắn màu vàng. Hiệu suất 62%
(bảng 1).
1

H-NMR (500MHz, CDCl3),  (ppm): xem phụ lục 1, bảng 2.

4-Cloro-6-methyl-2-(o-tolyl)quinazolin (2b)
N
N

H3C

CH 3

Cl

CTPT: C16H13ClN2; KLPT: 268,74
Tiến hành:
Hợp chất 2b được tổng hợp từ 200 mg (0,8 mmol) chất 1b; 3 ml POCl3 đun nóng ở
50oC trong vòng 7h, Sản phẩm thu được là 101 mg chất rắn màu vàng. Hiệu suất 47%
(bảng 1).
1

H-NMR (500MHz, CDCl3),  (ppm): xem phụ lục 2, bảng 2.

4-Cloro-2-(3-methoxyphenyl)-6-methylquinazolin (2c)
N

OCH3
N

H3C
Cl

CTPT: C16H13ClN2O; KLPT: 284,74
Tiến hành:

16