Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất mới của AZT chứa mạch nhánh chanlcone và đánh giá hoạt tính độc tế bào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VŨ TUẤN KIÊN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT MỚI
CỦA AZT CHỨA MẠCH NHÁNH CHALCONE
VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH ĐỘC TẾ BÀO
Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. TS. TRẦN KHẮC VŨ
2. TS. HOÀNG XUÂN TIẾN

HÀ NỘI - 2013


i

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn Thạc sĩ khoa học chuyên nghành Hóa học với đề tài "Nghiên cứu
tổng hợp các dẫn xuất mới của AZT chứa mạch nhánh Chalcone và đánh giá hoạt
tính độc tế bào" đƣợc hoàn thành dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của Tiến sĩ
Trần Khắc Vũ - Bộ môn CN Hóa dƣợc và BVTV - Viện kỹ thuật Hóa học - Trƣờng
Đại học Bách Khoa Hà Nội. Tôi xin cam đoan các số liệu, những kết luận nghiên
cứu đƣợc trình bày trong luận văn này là trung thực và không sao chép nội dung từ
bất kỳ một luận văn thạc sĩ hay tiến sĩ nào khác.

Học viên

Vũ Tuấn Kiên


ii

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành luận văn đúng thời hạn, đạt đƣợc những mục tiêu đề ra
trong thời gian thực hiện luận văn vừa qua em xin bày tỏ lòng biết ơn tới:
TS. Trần Khắc Vũ, ngƣời thầy đã thƣờng xuyên động viên, tạo mọi điều
kiện tốt nhất cho em thực hiện đề tài này. Thầy đã tận tình hƣớng dẫn em cả về mặt
lý thuyết lẫn kỹ thuật thực nghiệm. Những kiến thức và kinh nghiệm quý báu mà
thầy truyền đạt cho em trong suốt thời gian thực hiện đề tài đã giúp em củng cố
thêm các kiến thức và kỹ năng chuyên môn, đặc biệt về tổng hợp hữu cơ.
Các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ hữu cơ Hóa Dƣợc & Bảo vệ thực
vật - Viện Kỹ Thuật Hóa học - Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt
kiến thức quý báu trong suốt thời gian em học tập trong trƣờng.
Luận văn đƣợc thực hiện với sự tài trợ kinh phí từ đề tài hợp tác quốc tế nghị
định thƣ với Hàn Quốc: 07/2011/HĐ-NĐT. Nhóm nghiên cứu chân thành cảm ơn
Bộ Khoa học và Công Nghệ Việt Nam.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè và những
ngƣời thân đã luôn khích lệ, động viên và tạo điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành
luận văn này.

Học viên

Vũ Tuấn Kiên

iii

MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT

1

H-NMR

Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton
(Proton Magnetic Resonance Spectroscopy)

13

C-NMR

Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân cacbon 13
(Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)

TLC

Sắc ký bản mỏng
(Thin layer chromatography)

EtOAc

Ethyl acetate

UV

ultraviolet

s

singlet

d

doublet

t

triplet

q

quartet

dd

double doublet

m

multiplet

δ

độ dịch chuyển hóa học

ppm

part per million

J

hằng số tƣơng tác spin-spin

brs

broad singlet


iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT................................................................................ iii
MỤC LỤC .................................................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ........................................................................................ vi
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 2
1.1. Tổng quan về AZT ............................................................................................... 2
1.1.1. Giới thiệu về AZT ...................................................................................... 2
1.1.2. Tổng hợp AZT ............................................................................................ 4
1.1.2.1. Tổng hợp AZT từ thymidine .............................................................. 4
1.1.2.2. Tổng hợp AZT từ 5-methyluridine ..................................................... 5
1.1.2.3. Tổng hợp AZT từ D-mannitol ............................................................ 6
1.1.3. Hoạt tính sinh học của các dẫn xuất của AZT ........................................... 7

1.1.3.1. Dẫn xuất 5’-O-hydrogen phospholipids của AZT và hoạt tính : ...... 8
1.1.3.2. Dẫn xuất 5-haloethynyl và 5-(1,2-dihalo)vinyl của AZT và FLT ........... 9
1.1.3.3. Dẫn xuất boranphosphate của AZT và d4T monophosphate .......... 11
1.1.3.4. Quan hệ hoạt tính sinh học và cấu trúc của một số dẫn xuất
dạng pro-drug của AZT ................................................................. 13
1.1.3.5. Dẫn xuất 5’-chloromethylphosphonate có tác dụng kháng u
của AZT.......................................................................................... 14
1.1.3.6. Dẫn xuất lai hóa chalcone- AZT:.................................................... 15
1.2. Chalcone ............................................................................................................. 16
1.2.1. Giới thiệu về Chalcone ............................................................................ 16
1.2.2. Hoạt tính sinh học của hợp chất chalcone............................................... 16
Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM .................................................................................. 20
2.1. Hóa chất và thiết bị ............................................................................................ 20
2.1.1. Hóa chất ................................................................................................... 20
2.1.2. Thiết bị ..................................................................................................... 20
2.1.3. Thử hoạt tính sinh học ............................................................................. 20


v

2.2. Phƣơng pháp xác định độ sạch và nghiên cứu cấu trúc của sản phẩm .............. 21
2.2.1. Sắc ký bản mỏng ...................................................................................... 21
2.2.2. Sắc ký cột ................................................................................................. 21
2.2.3. Phƣơng pháp xác định cấu trúc ................................................................ 21
2.2.3.1. Xác định nhiệt độ nóng chảy .......................................................... 21
2.2.3.2. Phổ hồng ngoại (FT-IR) ................................................................. 21
2.2.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) .............................................. 21
2.2.3.4. Phổ khối lượng (MS)....................................................................... 21
2.3. Tổng hợp các dẫn xuất CHALCONE-AZT ....................................................... 22
2.3.1. Tổng hợp hợp chất trung gian .................................................................. 22

2.3.2. Tổng hợp hợp chất trung gian 81-87........................................................ 22
2.3.3. Tổng hợp chalcone-AZT (88-94) ............................................................. 25
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 31
3.1. Tổng hợp hợp chất trung gian ............................................................................ 31
3.1.1. Tổng hợp chalcone trung gian 81-87 .............................................................. 32
3.2. Tổng hợp các hợp chất Chalcone -AZT bằng phản ứng Click Chemistry......... 33
3.3. Hoạt tính sinh học .............................................................................................. 34
3.3.2. Phép thử sinh học xác định tính độc tế bào (cytotoxic assay) ........................ 34
Chƣơng 4. KẾT LUẬN ........................................................................................... 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 39
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 42


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Hoạt tính in vitro độc tế bào của các dẫn xuất chalcone-AZT .................36

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1:

Tổng hợp AZT từ thymidine ..................................................................4

Sơ đồ 1.2:

Tổng hợp AZT từ 5-methyluridine ........................................................5

Sơ đồ 1.3:

Tổng hợp AZT từ D-mannitol ...............................................................6

Sơ đồ 1.4:

Tổng hợp các dẫn xuất 5’-O-hydrogen phospholipids ..........................9

Sơ đồ 1.5:

Tổng hợp các dẫn xuất của FLT ..........................................................10

Sơ đồ 1.6:

Tổng hợp các dẫn xuất của AZT ..........................................................11

Sơ đồ1.7:

Tổng hợp các dẫn xuất Boranphosphate của AZT và d4T ..................12

Sơ đồ 1.8:

Tổng hợp các dẫn xuất 5’-chloromethylphosphanate của AZT...........14

Sơ đồ 1.9:

Tổng hợp dẫn xuất lai hóa chalcone-AZT ...........................................15

Sơ đồ 1.10: Cơ chế của phản ứng cộng đóng vòng triazol ......................................19
Sơ đồ 3.1:

Tổng hợp các chalcone-AZT ...............................................................31

1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Hội chứng suy giảm miễn dịch ở ngƣời (HIV- human immunodeficiency virus)
đƣợc xem là nguyên nhân của đại dịch AIDS trên toàn thế giới và hiện nay vẫn chƣa có
thuốc đặc trị. Hiện nay, việc điều trị HIV vẫn đang phụ thuộc rất nhiều vào một loại
thuốc là AZT.
Zidovudine hay còn gọi là azidothymidine (AZT) là một loại dƣợc phẩm.
Vào ngày 20 tháng 3 năm 1987, Cục quản lý Thực phẩm và Dƣợc phẩm Hoa
Kỳ công nhận thuốc AZT, một loại thuốc điều trị có thể làm chậm tiến trình của
bệnh HIV/AIDS.
Tuy nhiên, do sinh khả dụng của AZT còn thấp nên việc điều trị bằng cách sử
dụng AZT vẫn còn rất nhiều hạn chế. Hiện nay rất nhiều các dẫn xuất của AZT đã
đƣợc nghiên cứu tổng hợp. Thử nghiệm hoạt tính sinh cho thấy một số dẫn xuất
monophotpho hay các dẫn xuất triphotpho của AZT thể hiện hoạt tính tốt kháng HIV
và kháng với một số dòng tế bào ung thƣ.
Chalcone là một nhóm chất của lớp chất flavonoid có những hoạt tính sinh
học có giá trị nhƣ: kháng khuẩn, kháng nấm, kháng ung thƣ, chống oxy hóa,
kháng viêm, giảm đau…[1-6], và việc nghiên cứu các hoạt tính sinh học của
chalcone vẫn đang đƣợc các nhà khoa học quan tâm. Hiện nay hƣớng nghiên cứu
tổng hợp lai hóa các hợp chất chứa hợp phần chalcone đang nhận đƣợc sự nghiên
cứu sâu rộng trên lĩnh vực nghiên cứu khám phá thuốc. Do vậy, luận văn đặt vấn
đề “Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất mới của AZT chứa mạch nhánh Chalcone
và đánh giá hoạt tính độc tế bào".


2

Chƣơng 1

TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ AZT
1.1.1. Giới thiệu về AZT
Năm 1981 là năm có những ghi nhận đầu tiên về những trƣờng hợp viêm
phổi do Pneumocystis Carinii ở nam thanh niên đồng tính. Thời điểm này, ghi nhận
thêm 5 trƣờng hợp tƣơng tự và 26 trƣờng hợp ung thƣ Kaposi Sacroma. Đây là
những bệnh thƣờng gặp ở đối tƣợng suy giảm miễn dịch. Và tất cả những trƣờng
hợp này đều xảy ra ở đàn ông có quan hệ tình dục đồng giới.
Năm 1982, khái niệm AIDS đƣợc đặt tên cho bệnh suy giảm miễn dịch này,
thay thế cho cái tên GRID (Gay Related Immune Deficiency) trƣớc đó.
Năm 1983, siêu vi HIV đƣợc tìm ra và đƣợc chứng minh là tác nhân gây
AIDS. Thời điểm này, dịch bệnh HIV/AIDS xuất hiện ở ngƣời hoạt động tình dục
dị tính ở Châu Phi.
Năm 1985, thử nghiệm đầu tiên tìm kháng thể HIV, và năm 1988, thuốc trị
bệnh AIDS đầu tiên Zidovudine (AZT) đƣợc sử dụng tại Mỹ.
Virus HIV sau khi xâm nhập đƣợc vào tế bào chủ nhanh chóng cởi bỏ lớp
“áo ngoài”, men sao chép ngƣợc chuyển RNA virus thành DNA để gắn vào tế bào
ký chủ. DNA virus đƣợc chuyển mã thành mRNA tạo ra các protein có cấu trúc của
virus. Tế bào đích của HIV chủ yếu là lympho CD4+T, là lympho bào có vai trò
quan trọng trong đáp ứng miễn dịch ỏ ngƣời. Bằng cách tấn công tế bào này, HIV
làm suy yếu hệ miễn dịch của cơ thể.
Hiện tại chƣa có vaccine để phòng ngừa lây nhiễm HIV, và cũng chƣa có
một liệu pháp nào có thể loại bỏ hoàn toàn vi-rút HIV ra khỏi cơ thể. Tuy nhiên,
những ngƣời sống chung với AIDS hiện nay có thể kéo dài và cải thiện chất lƣợng
cuộc sống bằng liệu pháp điều trị kháng vi-rút, hay còn gọi là ART (viết tắt của
Anti- Retroviral Therapy). ART là liệu pháp điều trị sử dụng các thuốc kháng vi-rút,
hay còn gọi là thuốc ARV (Anti-retrovirus). Các thuốc ARV này có tác dụng làm
chậm sự nhân lên của HIV trong cơ thể, do đó tăng khả năng miễn dịch và ít mắc
các nhiễm trùng cơ hội [7].

3

Một trong số các loại thuốc kháng virus đƣợc sử dụng đó là AZT. Khi vào tế
bào, AZT nhanh chóng chuyển thành AZT-monophosphate bởi enzyme thymidin
kinase của tế bào và cuối cùng chuyển thành AZT-triphosphate nhờ một enzyme
khác có trong tế bào. Dạng này tác dụng trên polymerase DNA của virus (enzyme
phiên mã ngƣợc) bằng cách cạnh tranh với các deoxynucleoside khác và kết thúc
quá trình nhân lên của virus HIV.
AZT (Zidovudine ) có thể đƣợc tổng hợp từ thymine hay từ các hóa chất
khác theo nhiều con đƣờng khác nhau nhƣng hiệu suất thấp và sinh khả dụng không
cao. Do đó việc tiếp tục nghiên cứu các dẫn xuất của AZT cũng nhƣ tìm các hợp
chất mới vẫn đang đƣợc đầu tƣ nghiên cứu và phát triển .
 Cấu tạo của AZT:
O
H3C
N

HO

N N

NH
O

N
AZT (1)

CTPT: C10H13N5O4

KLPT: 267,242 g/mol
Tên IUPAC: 1-[(2R, 4S, 5S)-4-azido-5-(hydroxymethyl)- oxolan -2-yl]-5methylpirimidine-2,4 -dione
Tên thƣơng mại Zidovudine
Nhóm dƣợc lý: thuốc trị ký sinh trùng, chống nhiễm khuẩn
Tên biệt dƣợc: MST Zidovudin 300mg; Retrovir
Dạng bào chế: viên nén, viên nang
Dƣợc lực học: là một tác nhân kháng virus có tác động mạnh tới Retrovirus
bao gồm virus HIV. Zidovudine đƣợc phosphoryl hóa nhờ các enzyme trong tế bào
và cuối cùng chuyển thành triphosphate. Sản phẩm này làm ngƣng trệ quá trình
nhân lên của DNA HIV.
Chỉ định: điều trị trên bệnh nhân nhiễm HIV [8].


4

1.1.2. Tổng hợp AZT
1.1.2.1. Tổng hợp AZT từ thymidine
Quá trình tổng hợp AZT từ nhuyên liệu đầu là Thymidine qua 4 bƣớc với
hiệu suất trung bình. Sơ đồ tổng hợp nhƣ sau:

Sơ đồ 1.1: Tổng hợp AZT từ thymidine
Quá trình tổng hợp bắt đầu từ thymidine (2). 2 đƣợc phản ứng với trityl
chloride trong dung môi pyridine để bảo vệ nhóm OH ở vị trí 5’ cho hợp chất trung
gian 3 với hiệu suất 75,5 %. Bƣớc tiếp theo, hợp chất 3 cùng phản ứng với
triphenylphosphinetrong dung môi DMF sử dụng xúc tác DIADthu đƣợc sản phẩm
4 với hiệu suất 81%.
Tiếp theo hợp chất 4 đƣợc cho phản ứng với NaN3 trong dung môi DMF cho
sản phẩm AZT [9].

5

1.1.2.2. Tổng hợp AZT từ 5-methyluridine
Quá trình tổng hợp đƣợc thực hiện qua 6 bƣớc với hiệu suất tổng đạt 44%

Sơ đồ 1.2: Tổng hợp AZT từ 5-methyluridine
Quá trình phản ứng bắt đầu từ nguyên liệu đầu là 5-methyluridine (5), đƣợc
phản ứng với MsCl trong dung môi acetone với sự có mặt của NNM để bảo vệ cả 3
nhóm OH của 5 tạo thành sản phẩm 5a. Sản phẩm này tiếp tục phản ứng với
PhCO2Na trong dung môi acetamide để chuyển thành dạng anhydro 5b và bảo vệ
nhóm OH tại vị trí 5’ bằng nhóm benzyl. Sau đó sản phẩm 5b tiếp tục phản ứng với
AcBr trong MeOH và EtOAc để đƣa nhóm Br vào vị trí 2’ thay thế nhóm OH tạo
thành sản phẩm 5’-benzoyl-3;-methanesulfonyl-2’-bromo-thymidine (6). Hợp chất 6
sau đó phản ứng với Bu3SnH với sự có mặt của AIBN để loại bỏ nhóm Br tạo thành
hợp chất 7 hoặc anhydro 8 (từ 7 cho tác dụng với DBU trong acetone sẽ tạo thành
8). Tiếp theo 7 phản ứng với NaN3 với sự có mặt của Li2CO3 trong dung môi DMF
để tạo thành nhóm azit trong hợp chất 9, và cuối cùng xử lý 9 với NaOMe trong
MeOH để loại nhóm bảo vệ thu sản phẩm AZT [10].


6

O

O
NH

MsO

O

MsO

N

N
O

BzO

OMs

O
O

N

MsO

5-a

5-b

1.1.2.3. Tổng hợp AZT từ D-mannitol
D-mannitol là một rƣợu đa chức có công thức phân tử
OH

OH
OH

HO
OH

OH

D-mannitol

Sơ đồ quá trình tổng hợp nhƣ sau:

Sơ đồ 1.3: Tổng hợp AZT từ D-mannitol


7

Quá trình tổng hợp bắt đầu từ nguyên liệu đầu là D-mannitol (10) phản ứng
với cyclohaxenone với sự có mặt của BF3.Et2O, HC (OEt)2 và NaIO4 để tạo thành
sản phẩm trung gian 11. Bƣớc tiếp theo 11 phản ứng với tác nhân 12 trong sự có
mặt của Et2O, AcCl, HF-pyridine trong THF thu đƣợc hỗn hợp sản phẩm trong đó
sản phẩm chính là hợp chất 13. Tiếp theo 13 phản ứng với NaN3 trong AcOH 80%
để tạo nhóm azit trong sản phẩm 16. Sau đó 16 phản ứng với TiCl4 trong MeOH thu
đƣợc hợp chất 17 với hiệu suất 65%. Cuối cùng hợp chất 17 đƣợc cho phản ứng với
2,4-bis(trimethylsilyloxy)pyrimidine (18) trong dung môi acetonitril với sự có mặt
của TMSOTr thu đƣợc hỗn hợp sản phẩm trong đó AZT là sản phẩm chính với hiệu
suất đạt 38% [11].
1.1.3. Hoạt tính sinh học của các dẫn xuất của AZT
AZT là một hợp chất hóa học quan trọng, là một tác nhân kháng virus có tác
hoạt tính mạnh in vitro với retrovirus bao gồm cả virus HIV. Khi vào tế bào, AZT
đƣợc phosphoryl hóa tạo thành dẫn xuất monophosphate (MP) do men thimidin
kinase của tế bào. Sự phosphoryl hóa của AZT-MP dƣới sự tác động của enzyme
thimidin kinase tạo thành dẫn xuất diphosphate (DP) và AZT-DP lại đƣợc các

kinase không đặc hiệu khác chuyển hóa thành dẫn xuất triphosphate (AZT-TP). Sự
cạnh tranh bởi AZT-TP với men reverse transcriptase HIV lớn hơn rất nhiều so với
ADN polymerase alpha của tế bào và do đó làm ngƣng trệ quá trình nhân lên của
virus HIV. Ngoài ra các dẫn xuất khác của AZT hiện nay cũng đang thể hiện hoạt
tính rất tốt nhƣ AZT-Val, AZT-Leu, ddC, d4T, 3TC [12-17].
AZT không những thể hiện tác dụng kháng virus cao mà nó còn thể hiện khả
năng gây độc tế bào tốt. Gần đây có những báo cáo về khả năng kháng một số dòng
tế bào ung thƣ: ung thƣ đại tràng cấp, ung thƣ miệng, ung thƣ vú...[12-18].
Trong việc điều trị HIV, do thời gian bán hủy của AZT rất nhanh nên cẫn
phải thƣờng xuyên sử dụng thuốc để đảm bảo nồng độ thuốc trong máu. Và nếu sử
dụng AZT trong thời gian dài có thể dẫn tới sự kháng thuốc và có một số tác dụng
phụ nhƣ ức chế tủy xƣơng, gây các vấn đề về cơ....[14].


8

Do các nguyên nhân trên nên việc tiến hành nghiên cứu hoạt tính của các dẫn
xuất của AZT cũng nhƣ tìm kiếm các loại hợp chât mới đang đƣợc đẩy mạnh và đã
có những thành công nhất định.
 Các dẫn xuất triphosphate của AZT đóng vai trò quan trọng trong việc
ngăn ngừa sự nhân lên của virus HIV [12].
 Một dẫn xuất của AZT khác đó là PZT cũng thể hiện khả năng kháng virus
HIV tốt với những đặc tính hơn hẳn AZT nhƣ: dễ dàng di chuyển qua màng tế bào;
tác dụng diệt virus cao; sinh khả dụng cao hơn AZT (thời gian bán hủy dài hơn và
tác dụng phụ ít hơn) [13].
 Các dẫn xất của AZT và FLT cũng đã đƣợc đánh giá hoạt tính sinh học và
là những chất có khả năng kháng virus cao [15].
 Các dẫn xuất AZT-Val; AZT-Leu; AZT-iLeu; AZT-phen; AZT-Ac; AZTIso cũng thể hiện hoạt tính tốt đối với một số dòng tế bào ung thƣ và đang đƣợc tiếp
tục nghiện cứu hoạt tính [17].
Sau đây là một số công trình đã đƣợc công bố:

1.1.3.1. Dẫn xuất 5’-O-hydrogen phospholipids của AZT và hoạt tính :
Một loạt các dẫn chất 5’-O-hydroden phospholipids của AZT đƣợc tổng hợp
từ các diphenyl phosphite với AZT và các rƣợu mạch dài với hiệu suất cao và khả
năng mở rộng phạm vi nghiên cứu cao.
Khi sử dụng AZT trong thời gian dài có thể dẫn đến các tác dụng phụ nhƣ ức
chế sự phát triển của tủy xƣơng, các vấn đề về cơ. Về mặt độc tế bào, rất nhiều báo
cáo đã chỉ ra rằng hoạt động chống HIV và độc tế bào đƣợc gây ra bởi nhóm 5’-Oeste của AZT và có nhiều báo cáo về việc phát triển các tiền chất 5’-O-este của
AZT. Trong đó PZT đƣợc kiểm chứng là ít độc hơn AZT và có nhiều ƣu điểm nhƣ
dễ dàng di chuyển qua màng tế bào, xác định rõ tác dụng kháng virus, và có tác
dụng trong quá trình trao đổi chất của tế bào.


9

Sơ đồ 1.4: Tổng hợp các dẫn xuất 5’-O-hydrogen phospholipids
Phƣơng pháp này rất hiệu quả trong việc tổng hợp các tiền chất phospholipid
nucleoside với hiệu suất cao nhƣ d4T, ddI. Phƣơng pháp này cũng có thể đƣợc sử
dụng để tổng hợp các phospholipid carbonhydrate và các phân tử sinh học khác [13].
1.1.3.2. Dẫn xuất 5-haloethynyl và 5-(1,2-dihalo)vinyl của AZT và FLT
Hiện nay trên thế giới có khoảng hơn 20 loại thuốc đƣợc cấp phép sử dụng
trong việc điều trị HIV và có hơn 30 loại hợp chất chống HIV đang đƣợc phát triển
và thử nghiệm lâm sàng. Trong đó, thành phần không thể thiếu của các hợp chất này
là một cấu trúc tƣơng tự nucleoside có tác dụng ức chế sự phiên mã ngƣợc trong
quá trình nhân lên của virus HIV. Trong các hợp chất đang đƣợc sử dụng, thì AZT
và FLT là các chất đƣợc đánh giá có tác dụng tốt nhất. Tuy nhiên trong quá trình
điều trị AZT và FLT cũng bộc lộ những hạn chế nhất định. Do đó Luigi A.
Agrofoglio và các cộng sự đã phát triển và nghiên cứu các dẫn xuất của AZT và
FLT. Thử nghiệm hoạt tính thấy đƣợc tác dụng tốt của các dẫn xuất này trên các
dòng nhƣ PBM, CEM, VERO, HIV.

10

Quá trình tổng hợp đƣợc mô tả theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 1.5: Tổng hợp các dẫn xuất của FLT


11

Sơ đồ 1.6: Tổng hợp các dẫn xuất của AZT
Thử nghiệm hoạt tính sinh học đối với virus HIV và một vài loại chủng virus
khác cho thấy hiệu quả tốt.
Nhƣ vậy, theo nhƣ các kết quả thu đƣợc ta có thể thấy hiệu quả kháng virus
và độc tế bào của các hợp chất 35b và 41b đƣợc đánh giá cao hơn so với AZT và có
thể đƣợc ứng dụng nhiều [15].
1.1.3.3. Dẫn xuất boranphosphate của AZT và d4T monophosphate
Trong quá trình điều trị HIV, các virus cũng phát triển để chống lại sự tấn
công của thuốc, do đó làm giảm tác động của thuốc. Một trong những phƣơng pháp
để giảm sự kháng thuốc là sử dụng hợp chất Nucleoside-5’-(α-P-Borano)
triphosphate trong đó có một nhóm boran (BH3) thay thế 1 nhóm α-phosphate
không tạo cầu nối trong hợp chất nucleoside 5’-triphosphate tạo ra hợp chất BH3AZTTP và BH3-d4TTP, là các chất ức chế khả năng sao mã ngƣợc của virus HIV-1.


12

Tuy nhiên, hoạt tính của các hợp chất này không ổn định. Do đó cần tăng cƣờng sự
ổn định của các hợp chất này bằng cách tăng cƣờng sự ổn định của liên kết giữa các
hợp chất 5’-nucleoside và một boranphosphate. Nhờ đó đã tăng đƣợc sinh khả dụng
của các hợp chất do thời gian bán hủy của thuốc đẫ tăng lên.

Sơ đồ chung tổng hợp các hợp chất:

Sơ đồ1.7: Tổng hợp các dẫn xuất Boranphosphate của AZT và d4T


13

Các hợp chất 51, 52, 55, 56 đã đƣợc sàng lọc khả năng kháng virus HIV-1 trên
tế bào MAGI-CCR5 và HIV-1(IIIB) và HIV-2(ROD). Các chất này có hoạt tính ở
nồng độ cao (400µM). Bên cạnh đó các hợp chất này cũng đƣợc sàng lọc hoạt tính độc
tế bào nhƣ: viêm gan siêu vi C, HSV-1, HSV-2, virus Vaccinia, virus viêm miệng trong
tế bào E6SM với nồng độ tác động là 200µM. Các hợp chất thu đƣợc đều có đƣợc sự
ổn định cao về mặt hóa học và thời gian bán hủy trung bình [16].
1.1.3.4. Quan hệ hoạt tính sinh học và cấu trúc của một số dẫn xuất dạng prodrug của AZT
Zidovudine là loại thuốc đầu tiên đƣợc đƣa vào sử dụng trong việc điều trị
HIV trên thế giới. Các nghiên cứu gần đây đều tập trung vào cải tiến các tiền chất
ban đầu với mong muốn tìm đƣợc một loại hợp chất có đƣợc đặc tính đặc biệt của
AZT cũng nhƣ hạn chế những nhƣợc điểm của loại thuốc này. Trong báo cáo này
mô tả hoạt động của các dẫn xuất của AZT liên quan tới khả năng kháng virus và
độc tế bào. Các dẫn xuất của AZT bao gồm : 3’-azido-3’-deoxy-5’-O-oxalyl-Nvalinethymidine

(AZT-Val),

3’-azido-3’-deoxy-5’-O-oxalyl-N-leucinethymidine

(AZT-Leu), 3’-azido-3’-deoxy-5’-O-oxalyl-N-isoleucinethymidine (AZT-iLeu), 3’azido-3’-deoxy-5’-O-oxalyl-N-phenylalaninethymidine (AZT-Phen), 3’-azido-3’-deoxy5’-O-oxalylthimidine acid (AZT-Ac), 3’-azido-3’-deoxy-5’-O-isonicotinoylthymidine
(AZT-Iso) đều thể hiện hoạt tính tốt với virus HIV và độ chọn lọc cao hơn so với
AZT. Trong khi đó dẫn xuất 5-chloro-6-hydroxyl-5,6-dihydro-3’-azido-3’deoxythymidine (AZT-ClOH) thì không thể hiện hoạt tính với virus HIV. Ngoài ra
các hợp chất này đều thể hiện tính độc tế bào đối với dòng tế bào PBMC và MT2.

14

Các thử nghiệm cho thấy các dẫn xuất này đều có tác dụng trên tế bào HIV
(trừ hợp chất AZT-ClOH). Ngoài ra đều có hoạt tính với các tế bào PBMS và MT2
theo thứ tự khả năng gây độc tế bào đặc biệt với AZT-Val có IC50 với tế bào PBMC
là 0,015 ± 0,001µM, và với tế bào MT2 là 0,025 ± 0,001µM. các chất còn lại đều
thể hiện hoạt tính tốt [17].
1.1.3.5. Dẫn xuất 5’-chloromethylphosphonate có tác dụng kháng u của AZT :
Các dẫn xuất phosphonamide của AZT đƣợc đánh giá có hoạt tính gây độc tế
bào với các dòng tế bào ung thƣ khác nhƣ dòng ung thƣ miệng, dòng tế bào ung thƣ
vú (MCF-7). Sơ đồ tổng hợp đƣợc mô tả nhƣ sau:

Sơ đồ 1.8: Tổng hợp các dẫn xuất 5’-chloromethylphosphanate của AZT
Kết quả thử nghiệm sinh học cho thấy đối với dòng tế bào ung thƣ miệng,
các hợp chất 64, 66 và AZT thể hiện hoạt tính tốt, các hợp chất còn lại đều thể hiện
tác dụng độc tế bào. Đối với dòng tế bào ung thƣ MCF-7 thì hợp chất 64, 66,
AZTthể hiện hoạt tính tốt, tuy nhiên các hợp chất khác không thể hiện đƣợc tính
độc tế bào cần thiết.


15

Nghiên cứu cho thấy các hợp chất phosphonamide tổng hợp có khả năng
hoạt động giống nhƣ các tiền chất AZT, hợp chất 64, 66 còn có thể thấm qua đƣợc
biểu mô của các tế bào đƣờng ruột và đƣợc hấp thu mức vừa phải ở ngƣời [18].
1.1.3.6. Dẫn xuất lai hóa chalcone- AZT:
Các hợp chất kết hợp giữa chalcone và các aminoquinoline chứa các gốc
nucleoside đƣợc đánh giá hoạt tính in vitro trong việc chống sốt rét. Xúc tác sử dụng
trong quá trình kết hợp các thành phần này với nhau là Cu(I) và một số hợp chất trong

dã này đã thể hiện hoạt tính tốt. Ngoài ra, các hợp chất này còn thể hiện hoạt tính tốt
trong việc kháng lại các dòng tế bào nhƣ D10, Dd2, W2 với chỉ số IC50 tốt.

Sơ đồ 1.9: Tổng hợp dẫn xuất lai hóa chalcone-AZT


16

Thử nghiệm hoạt tính đối với các dòng tế bào nhận đƣợc kết quả nhƣ sau
Theo kết quả đánh giá nhận thấy các dẫn xuất của AZT đƣợc tổng hợp nhờ
xúc tác Na ascorbate + CuSO4.5H2O cho kết quả là các hợp chất mới có hoạt tính
sinh học tốt khi kết hợp với AZT [19].
1.2. CHALCONE
1.2.1. Giới thiệu về Chalcone
Chalcone là một dãy các hợp chất mang màu có trong tự nhiên với cấu trúc
gồm 2 nhân thơm liên kết với nhau qua 3 cacbon chƣa bão hòa α, β liên hợp với
nhóm cacbonyl. Hầu hết các chalcone là các hợp chất có mầu vàng do chứa hệ
xeton liên hợp [20, 21].
Các Chalcone trong tự nhiên cấu thành từ các benzylidien acetophenone (1,3diphenyl-2-propene-1-one), đây là một nhóm các hợp chất khá phổ biến trong tự
nhiên có nhiều hoạt tính quý nhƣ khả năng chống oxy hóa, chống sốt rét, chống ký
sinh trùng ... Ngoài ra do có nhóm vinylketone nên trong các hợp chất chalcone còn
có khả năng chống lại các căn bệnh ung thƣ gây ra bởi các tác nhân hóa học [20,21].
Bằng các phƣơng pháp chiết tách hiện nay chúng ta có thể tách, phân lập và
xác định cấu trúc của các chalcone. Tuy nhiên, hiệu quả chiết tách và hiệu quả kinh tế
thƣờng không cao. Do đó việc đầu tƣ nghiên cứu bán tổng hợp và tổng hợp các hợp
chất chalcone và các dẫn xuất cũng đang đƣợc đầu tƣ nghiên cứu và phát triển mạnh.
Các chalcone và dẫn xuất của chúng đƣợc tổng hợp từ các hợp phần
acetophenone và các benzaldehyde khác nhau thể hiện hoạt tính độc tế bào [22, 23].
Trên cơ sở cấu trúc các chalcone phân lập đƣợc từ tự nhiên nhiều tác giả đã
tổng hợp đƣợc các chalcone với cấu trúc tƣơng tự và các dẫn xuất liên quan, cùng

với đó hoạt tính của các hợp chất cũng đƣợc đánh giá và đƣợc cải thiện nhiều và
ngày càng có nhiều ứng dụng trong thực tế. Do chalcone có hệ liên hợp C=O và
C=C nên chúng mang đầy đủ các tính chất của alkene và ketone.
1.2.2. Hoạt tính sinh học của hợp chất chalcone
Trong hầu hết thực vật, các enzyme tổng hợp chalcone xúc tác cho quá trình
sinh tổng hợp rất nhiều các chất, với bộ khung bắt buộc phải có cho màu sắc của
hoa, ngãn ngừa tia tử ngoại, bảo vệ cây cối chống lại bệnh tật và týõng tác với các
vi sinh vật và ðiều khiển quá trình sinh sản của cây [24].


17

Chalcone là một nhóm chất quan trọng với hai hoạt tính chính là tính: độc tế
bào và chống oxi hóa.Các chalcone có khả năng ức chế các dòng tế bào ung thƣ
khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất và vị trí của các nhóm thế trong vòng A và B. Ví
dụ: các chalcone có vòng A xuất phát từ 2,5-dihydroxyacetophenone có khả năng
ức chế các dòng tế bào ung thƣ B16 (murine melanoma), HCT116 (human colon
cancer cells) và A431 (human epidermoid carcinoma) [25]. Ngoài ra một số các hợp
chất chalcone thuộc dãy 2,4-dihydroxychalcone cũng có khả năng ngăn ngừa các
tác nhân hoá học gây ung thƣ khác, đặc biệt là 2’,4’,4-trihydroxychalcone [26, 27].
Trên thế giới, các chalcone thuộc dãy 2’,5’-dihydroxychalcone đã đƣợc
nhiều tác giả tổng hợp hiệu quả và nghiên cứu các hoạt tính sinh học của chúng bao
gồm hoạt tính ức chế enzyme oxy hoá đóng vòng, ức chế hoạt tính của enzyme oxy
hoá lipit (5-lipoxygenase) và hoạt tính chống oxy hoá và gây độc tế bào [27].
Một số chalcone thuộc dãy 2’,4’-, 2’,6’-, 3’,4’-dihydrochalcone và các
chalcone thuộc dãy 2’,4’,6’-trihydrochalcone cũng đã đƣợc tổng hợp bằng một số
phƣơng pháp khác nhau và nghiên cứu hoạt tính sinh học của chúng. Tuy vậy, các
chalcone này vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều về hoạt tính gây độc tế bào và cũng
chƣa thấy tài liệu nào đề cập tới hoạt tính gây độc tế bào của chalcone với các dòng
tế bào ung thƣ gan Hep-G2 (hepatocellular carcinoma), ung thƣ phổi LU (lung

cancer) và ung thƣ màng tim RD (Rhabdosarcoma) là những dòng tế bào ung thƣ
đang đƣợc quan tam nghiên cứu ở Việt Nam.
Ở trong nƣớc, các nghiên cứu về chalcone vẫn còn nhiều hạn chế về số lƣợng
và đa dạng về hoạt tính sinh học, đặc biệt là hoạt tính gây độc tế bào… Các nghiên
cứu chỉ tập trung cho các chalcone có vòng A là các coumarine xuất phát từ2,4-,
2,5-dihydroxyacetophenone [25]. Các chalcone có vòng A với cấu trúc 2’,4’dihydroxy, 2’,5’-dihydroxy cũng đƣợc tổng hợp một số nhƣng với hợp phần vòng B
xuất phát từ piperoandehyde, (4-nitrophenyl)-furyl-2-andehide và các dẫn xuất của
indol-3-aldehide và các chalcone khác vẫn chƣa đƣợc tổng hợp và nghiên cứu hoạt
tính sinh học.


18

1.3. GIỚI THIỆU VỀ PHẢN ỨNG CLICK
"Click Chemistry"là một thuật ngữ đƣợc K. B. Sharplessgiới thiệu vào năm
2001để mô tảphản ứngcó hiệu suất cao, ứng dụng trong phạm vi rộng, thu sản phẩm
sau phản ứng dễ dàng, đơn giản đểthực hiện trong điều kiện êm dịu, dung môi êm
dịu dễ kiếm. Khái niệm này đƣợcphát triển song songvới sự quan tâm của các ngành
dƣợc phẩm,vật liệu. Ví dụ, khi xem xét các phản ứng đóng vòng giữa các azide và
các ankyl đầu cuối:

R-N3 +

R'

R

N

N

N

+

R'

R

N

N

N

R'

Phản ứng Click có tính ứng dụng rất cao trong nhiều lĩnh vực nhƣ vật liệu
polymer (tổng hợp các dendrimer - loại polymer giống nhƣ nhánh cây), trong sinh
học (tổng hợp ghép các mạch polymer lên các đại phân tử nhƣ enzyme hay protein
tạo thành các loại vật liệu lai có chức năng ứng dụng mạnh), hay trong y học (tổng
hợp các polymer chức năng thay đổi hình dạng theo điều kiện môi trƣờng nhƣ pH
hay nhiệt độ…) bằng các phƣơng pháp khác nhau. Phản ứng giữa nhóm azide và
alkyne đƣợc Arthur Michael tìm ra cách đây 116 năm. Tuy nhiên, đến những năm
1960, Rolf Huisgen tiến hành nghiên cứu một cách hệ thống từng phần của phản
ứng này và những phản ứng đóng vòng 1,3 lƣỡng cực khác. Đến năm 2001,
Sharpless và các cộng sự ở viện nghiên cứu Scripps đã tìm ra đƣợc xúc tác hiệu
quả cho phản ứng giữa azide và alkyne là xúc tác đồng (I) phản ứng này gọi là
phản ứng “Click”.
Yêu cầu để một phản ứng đƣợc gọi là phản ứng Click:

- Đƣợc ứng dụng trong phạm vi rộng
- Cho hiệu suất phản ứng cao
- Chỉ sinh ra sản phẩm phụ không độc hại và dễ tách loại.
- Phản ứng có tính chọn lọc lập thể