Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6 (2–hydroxy–3– morpholinopropyl) 5h indeno1,2 cisoquinoline 5,11(6h) dione

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC

===£oCũlGa===

NGUYỄN THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU TỎNG HƠP VÀ HOAT TÍNH
•

•

SINH HỌC CỦA 6-(2-HYDROXY-3MORPHOLINOPROPYL)-5H-INDENO [1,2C] ISOQUIN OLINE-5,11 (6H)-DIONE
KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC
C huyên ngành: H óa H ữu cơ
Người hướng dẫn khoa học
TS. LỤC QUANG TẤN

HÀ NỘI, 2016


LỜ I 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.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tói 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.
Vói tất cả sự kính trọng và biết ơn chân thành, sâu sắc em xin gửi lời
cảm ơn đến TS. 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 chân thành gửi lòi cảm ơn đến ban lãnh đạo trường Đại học Sư
phạm Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa cùng toàn thể các Thày 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, tháng 5 năm 2016
Sinh viên

Nguyễn Thị Thu Hà


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong
khóa luận: “Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6-(2-hydroxy-3m orpholinopropyl)-5H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H)-dione”

dưới

sự

hướng dẫn của TS. Lục Quang Tấn là hoàn toàn trung thực và không trùng
với kết quả của tác giả khác.

Hà Nội, tháng 5 năm 2016
Sinh viên

Nguyễn Thị Thu Hà

M ỤC LỤC
MỞ Đ Ầ U ..................................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài................................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu.........................................................................................3
3. Nhiệm vụ nghiên c ứ u ....................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.................................................................................... 4
1.1. Tổng quan về indenoisoquinoline............................................................... 4
1.1.1. Công thức cấu tạo..................................................................................4
1.1.2. Mô hình phân tử trong không gian......................................................4
1.1.3. Công thức phân tử: Ci6H8N 0 2R ..........................................................4
1.2. Tổng quan về m orpholine........................................................................... 4
1.2.1. Công thức cấu tạo................................................................................... 5
1.2.2. Mô hình phân tử trong không gian......................................................5
1.2.3. Công thức phân tử: C4H9N O ................................................................ 5
1.2.4. ứ n g dụng................................................................................................. 5
1.2.5. Các nghiên cứu về ung thư ở người và động vật thí nghiệm ...........7
1.2.5.1. Các nghiên cứu về ung thư ở người.............................................7
1.2.5.2. Các nghiên cứu về ung thư ở động vật thí nghiệm ....................7
1.3. Tình hình nghiên c ứ u ................................................................................... 7
1.3.1. Trên thế g iớ i............................................................................................7
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước....................................................... 11
1.4. Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất indenoisoquinoline............... 12
1.4.1. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl ở vòng B
...................................................................................... .............

.12

1.4.2.

Các
dẫn
xuất
indenoisoquinoline
có
nhóm
thế
dimethylaminopropyl ở vòng B .................................................................... 16
1.4.3. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng morpholinopropyl ở
vòng B ...............................................................................................................17
1.5. Tổng quan về các phương pháp nghiên cứu trong tổng họp hữu cơ ... 18
1.5.1. Phương pháp sắc kí bản m ỏ n g ......................................................... 18


1.5.2. C h iết.......................................................................................................19
1.5.3. Loại bỏ dung môi ở áp suất thấp.......................................................19
1.5.4. Sắc kí c ộ t............................................................................................... 19
1.5.5. Phương pháp nhồi cột huyền phù......................................................20
1.5.6. Phương pháp lựa chọn chất hấp phụ và dung môi chạy cột sắc kí20
1.5.6.1. Chọn chất hấp phụ....................................................................... 20
1.5.6.2. Lựa chọn dung môi chạy cột sắc k í...........................................20
1.5.6.3. Tỉ lệ giữa lượng mẫu chất cần tách với kích thước cột..........21
1.5.6.4. Tỉ lệ giữa chiều cao lượng silicagel và đường kính trong của
cột sắc k í.......................................................................................................21
1.6. Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc họp chất hữu cơ.... 24
1.6.1 .Điểm nóng chảy (M p).......................................................................... 24
1.6.2. Độ quay cực ([a]D) ...............................................................................24
1.6.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic
Resonancespectroscopy, N M R )....................................................................25
1.6.4. Phổ khối lượng (Mass spectrocopy, M S)......................................... 26

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯ Ợ N G ................................................................................... 27
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u ............................................................ 27
2.1. Đối tượng nghiên c ứ u .................................................................................27
2.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 27
2.3. Địa điểm nghiên c ứ u ................................................................................... 28
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN C Ú Ư ............................................................ 29
VÀ THẢO L U Ậ N ................................................................................................... 29
3.1. Quy trình tổng h ọ p ...................................................................................... 29
3.1.1. Tổng hợp indeno[l,2-c]isochrom en-5,ll-dione (3 3 ).....................29
3.1.2. Tổng hợp chất 6-allyl-5H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H)dione (60)..........................................................................................................30
3.1.3 Tổng họp họp chất 6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l( 6H)-dione (61)............................................................ 30
3.1.4. Tổng hợp
chất 6-(2’-hydroxy-3’-morpholinopropyl)-5Hindeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H )-dione (62)........................................ 31


3.2. Hằng số vật lí và các dữ kiện phổ của các họp c h ấ t..............................31
3.2.1. Họp chất indeno[l,2-c]isochrom en-5,ll-dione (33) ......................31
3.2.2. Hợp chất 6-allyl-5H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H)-dione
(60) ............
32
3.2.3.
Họp
chất
6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l ( 6H)-dione (61)............................................................. 32
3.2.4. Họp chất indenoisoquinoline 6 2 ........................................................35
3.3. Thử hoạt tính gây độc tế bào......................................................................35
3.4. Kết quả và thảo luận.................................................................................... 36
3.4.1. Hợp chất indeno[l,2-c]isochrom en-5,ll-dione (33) ......................36
3.4.2. Họp chất 6-allyl-5H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H)-dione
(60)............

40
3.4.3.
Họp
chất
6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l( 6H)-dione (61)............................................................. 40
3.4.4. Họp chất indenoisoquinoline 6 2 ........................................................43
3.4.5. Thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất đuợc tổng họp .... 46
KẾT L U Ậ N .............................................................................................................. 48
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM K H Ả O ............................................................. 49


DANH M ỤC CÁC T Ừ V IẾ T TẮT

[a]D

ĐỘ quay cực Specific Optical Rotation

^ -N M R

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
Proton Magnetic Resonance Spectroscopy

13c - NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13
Carbon - 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

2 D -N M R

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều

Two - Dimentional NMR

DEPT

Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer

E l-M S

Phổ khối lượng va chạm elctron
Electron Impact Mass Spectrometry

E S I-M S

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

EtOAc

Ethylacetat

HMBC

Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity

HMQC

Heteronuclear Mutiple Quantum Coherence

IR

Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy

°c

Độ Cencius

Me

Nhóm Methyl

Mp

Điểm nóng chảy

NBS

N-Bromosuccinimide


MS

Phổ khối lượng Mass Spectroscopy

NOESY

Nuclear Overhauser Effect Specttoscopy

PTSA

p-Toluenesulfonic acid

THF

Tettahidrofuran

DMAP

4-Dimethylaminopyridine

DMF

Dimethylfomamide

EDCI

l-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide

NBS

N-Bromsuccinimide

Topi

Topoisomerase I


DANH MỤC CÁC s ơ ĐỒ

Sơ đồ 1: Các con đường tổng họp indeoisoquinoline...............................................8
Sơ đồ 2: Tổng họp dẫn xuất indenoisoquuinoline nhờ phản ứng ngưng tụ của

homophthalic anhydride với các bazơ Schiffkhâc nhau...........................................9
Sơ đồ 3: Tổng hợp các indenoisoquinoline bằng phản ứng ngưng tụ 2carboxybenzaldehyde và phthalide........................................................................... 10
Sơ đồ 4: Tổng hợp các indenoisoquinoline bằng phản ứng ngưng tụ của 6-cyano3-hydroxyphthalide với phthalide............................................................................. 10
Sơ đồ 6: Quy trình tổng họp họp chất 6-(2-hydroxyl-3-morpholinopropyl)-5Hindeno[ 1,2-c]isoquinoline-5,11 (6H)-dione.............................................................. 29
Sơ đồ 8: Sơ đồ tổng họp indenoisoquinoline 6 0 .................................................... 40
Sơ đồ 10: Tổng hợp indenoisoquinoline 62 chứa các nhóm thế dị vòng no..........43


DANH M Ụ C H ÌN H VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1: Camptothecin và một số dẫn xuất................................................................ 2
Hình 2: Các chất ức chế topoisomerase 1...................................................................3
Hình 3: Mô hình phân tử không gian của indenoisoquinoline............................... 4
Hình 4: Mô hình phân tử không gian của m orpholine............................................. 5
Hình 5: Một số dẫn xuất indenoisoquinoline bước đầu được nghiên cứu bởi
M ark C ushm an...............................................................................................................8
Hình 6: Họp chất 6-(2-hyroxy-3-morpholinopropyl)-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l ( 6H)-dione...................................................................................11
Hình 7: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl ( 42a- 44b) ...12
Hình 8: Mô hình liên kết giả của 43 trong trung tâm hoạt đông của T d p l ........ 13
Hình 9: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl (4 5 a ,b )........ 14
Hình 10: Khảo sát hoạt tính của họp chất 45a,c..................................................... 14
Hình 11: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl vói nhóm
t h ế ỏ c 3 (I,NH2) ............................................................................................................15
Hình 12: M ột số dẫn chất của indenoisoquinoline khi thay thế nhóm -N H 2
bằng 1 số nhóm khác ( -OH, -Br, N3, m orpholinyl.. . . ) ......................................... 15
Hình 13: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl.16
Hình 14: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng morpholinopropyl............. 17
Hình 15: c ấ u trúc X-ray đơn tinh thể của hợp chất 61 .......................................... 33
Hình 17: Phổ 3H-NMR giãn rộng của họp chất 3 3 .................................................38
Hình 18: Phổ 13C-NMR của họp chất 3 3 ................................................................. 39
Hình 19: Phổ 13C-NMR giãn rộng của hợp chất 3 3 ............................................... 39

Hình 20: Phổ *H-NMR của hợp chất 6 1 ..................................................................41
Hình 21: Phổ 3H-NMR giãn rộng của họp chất 61 ................................................ 42
Hình 22: Mô hình cấu trúc phân tử của hợp chất 61 theo phương pháp X-ray
tinh thể...........................................................................................................................42
Hình 23: Phổ 3H-NMR của hợp chất 6 2 ..................................................................44
Hình 24: Phổ 3H-NMR giãn rộng của họp chất 62 ................................................45
Hình 25: Phổ 13C-NMR của hợp chất 6 2 ................................................................ 46


Bảng 1: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào (ICsoa) và hoạt tính ức chế Topl
của các dẫn xuất indenoisoquinoline từ 42a-44b.................................................. 12
Bảng 2: Hoạt tính gây độc (GI50 pM ) của các dẫn chất từ 52,54,55................. 16
Bảng 3: Hoạt tính gây độc (GI50 |iM ) của các dẫn chất từ 59 - 6 2 ....................18
Bảng 4: Độ dài các liên kết trong hợp chất 6 1 ........................................................33
Bảng 5: Các góc liên kết trong hợp chất 6 1 ............................................................ 34


M Ở ĐÀU
1. Lí do chon đề tài
•

ư n g thư là m ột trong những vấn đề toàn cầu mà nhân loại đang phải
đối phó, đây là căn bệnh nguy hiểm cần sự chung tay của cộng đồng. Mỗi
năm ước tính thế giới có thêm 14,1 triệu ca bệnh nhân mắc ung thư, 8,2 triệu
người chết vì căn bệnh này, trong đó có đến horn 4 triệu người chết trẻ chỉ
trong độ tuổi từ 30 - 69 tuổi, nếu không được kiểm soát thì đến năm 2025 con
số này được dự đoán sẽ tăng lên đến 19,3 triệu ca bệnh nhân ung thư mới và
đến hon 11,5 triệu người có thể tử vong vĩ căn bệnh này. Tại Việt Nam, trung
bình hàng năm có thêm 200.000 ca bệnh nhân được chẩn đoán mắc ung thư
mới và có đến hon 70.000 trường hợp tử vong, số người chết vì ung thư tại

Việt Nam chiếm đến 73,5% tổng số người bệnh [16].
Tất cả những số liệu trên đủ để thấy ung thư đang có ảnh hưởng như thế
nào đối vói sức khỏe và tính mạng của con người không chỉ ở Việt Nam mà còn ở
trên toàn thế giói. Ngày nay, chúng ta có thể để điều trị ung thư trên cấp độ tế bào
vói độ chính xác và hiệu quả khá cao. Trong đó, Topoisomease là những đích đến
hiệu quả trong việc nghiên cứu và tổng họp thuốc chống ung thư do enzym này
hoạt động rất mạnh ở các tế bào đang tăng sinh đặc biệt là các tế bào ung thư.
Topoisomerase là các enzyme có mặt ở mọi noi, có khả năng điều
khiển sự siêu xoắn và làm rối DNA. Chúng rất cần thiết trong quá trình phiên
mã và sao mã, và các chất ức chế topoisomerase là một trong những thuốc
chống ung thư và kháng khuẩn hiệu quả và thông dụng nhất [15]. 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. 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 tri vói
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 [8].
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 chat
gây ức chế Top I duy nhất hiện được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm
1


Hoa Kỳ (The U.S.Food and Drug Administration) cấp phép làm thuốc chống
ung thư [10]. Các hợp chất này là sản phẩm tan trong nước được bán tổng hợp
từ campothecỉn alkaloid thực vật. Các hoạt động chống ưng thư mạnh của
camptothecin được biết đến từ 20 năm trước khi việc xác định các Top 1 như
mục tiêu phân tử của nó.
Topotecan (2) (Hycamtin) được sử dụng cho chống ung thư buồng
trứng và ung thư phổi tế bào nhỏ tái diễn (SCL). Irinotecan (3) (Camptosar,

Campto) được sử dụng rộng rãi ừong điều trị khối u ác tính ở đường tiêu hóa
(ruột và dạ dày). Topotecan và M notecan cũng được dùng trong điều trị khối
u ác tỉnh ở não (glioblastomas), sarcomas và ung thư cổ tử cung. M notecan là
một tiền chất, nó dễ dàng bị thủy phân với hoạt tính chuyển hóa của nổ [15].
Tuy nhiên, các camptothecỉn cũng gặp phải các vấn đề về dược học, đáng chú
ý nhất sự thủy phân của vòng E (vòng lacton) ngay cả ưong môi trường pH
sinh lý mà kết quả cho m ột sản phẩm axỉt hydroxy có ái lực cao với albumin
huyết thanh ở người.

Hình 1: Camptothecỉn và một số dẫn xuất
Do những nhược điểm của Camptothecỉn như vậy, các nhà khoa học đã
nghiên cứu và tổng hợp các indenoisoquinoline để gây ức chế Top I. Không
giống như các camptothecỉns, ỉndenoỉsoquỉnoỉỉne 4 là lớp chất ổn định, không
bị thủy phân nhưng lại cố hoạt tính sinh học rất thấp và nhiều hợp chất trong
lóp này cố hoạt tính kháng sinh cao. Chính vì vậy, những nghiên cứu cần được
mờ rộng để cải thiện hoạt tính sinh học của indenoisoquinoline. Những nghiên
cứu gần đây đã chỉ ra rằng các hợp chất 5-7 (Hình 2) đại diện cho các dẫn chất
mới lạ với tiềm năng tương đương với tiềm năng của camptothecin và mạnh hơn
khoảng 1000 lần các phan tử ban đầu 4 [3]. Indenoisoquinoline là một lóp chất

2


mới của chất ức chế T o p l, nổ gây độc tế bào trong nuôi cấy tế bào ung thư và do
đó đang được phát triển như chất chống ung thư tiềm năng. Việc nâng cao hoạt
tính sinh học của các ỉndenoỉsoquỉnolỉne có ý nghĩa thực tiễn vô cùng quan
trọng trong việc điều trị ung thư ừ ên thế giới cũng như là ở Việt Nam.
OCH3

o

7 : R = n h 2 HCI

4

Hình 2: Các chất ức chế topoisomerase I
Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi chọn đề tài cho khốa luận tốt nghiệp là:

"Nghiên cứu tổng họp và hoạt tính sỉnh học của 6-(2-hydroxy-3morpholinopropỵl)-5H-indeno[l,2-c]ỉsoquinolỉne-5,ll(6H)-dione”
2. Mục đích nghiền cứu
Nghiên cứu tống hợp ra dẫn xuất của ỉndenoỉsoquỉnolỉne nhằm tăng hoạt
tính sinh học của các indenoisoquinoline. 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 indenoisoquinoline 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.
- Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6~(2-hydroxy-3morpholinopropyl)-5H-indeno[l ,2-c]isoquinoline-5,11 (6H)-dione
- Xác định cấu trúc của sản phẩm tổng hợp
- Tiến hành đo phổ và giải phổ để kiểm tra cấu trúc của sản phẩm tổng hợp.

3


C H Ư Ơ N G 1: TỔ NG QUAN
1.1. Tổng quan về indenoisoquỉnoline

1.1.1. Công thức cấu tạo

Khung cacbon bao gồm vòng A và B là vòng isoquinoline
và vòng

c và D là vòng indeno

Danh pháp: 6-R-6H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll-dione.

1.1.2. Mô hình phân tử trong không gian

Hình 3: Mô hình phân tử không gian của indenoisoquinolũie

1.1.3. Công thức phân tử: Ci6H8N 02R
1.2. Tổng quan về morpholine
Morpholine là chất lỏng không màu, có mùi giống mùi cá. Morpholine
được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Morpholine có tính chất kháng
khuẩn và chống nấm đã được chứng minh trên các sinh vật gây bệnh.
Morpholine là một hóa chất cực kỳ linh hoạt với nhiều ứng dụng quan
trọng. Nó được sử dụng như một chất trung gian trong sản xuất hóa chất cao

4


su và chất làm sáng quang học. Nó cũng được sử dụng rộng rãi như một chất
ức chế ăn mòn trong hệ thống nồi hơi.

v ề mặt hóa học, morpholine là một ete amin. Các chức năng ete của
phân tử thường là trơ và hầu hết các phản ứng của morpholine liên quan đến
nhóm amin thứ cấp [20].

1.2.1. Công thức cấu tạo

H
Morpholine

1.2.2. Mô hình phân tử trong không gian

Hình 4: Mô hình phân tử không gian của morpholine

1.2.3. Công thức phân tử: C4H9NO
1.2.4. ứng dụng
ứ n g dụng chính của morpholine là một chất trung gian trong sản xuất
cao su. Nó là chất tăng cường được thêm vào cao su trước khi chế tạo để tăng
tốc độ lưu hóa.
Morpholine được sử dụng rộng rãi như là m ột amin trung tính trong
việc chống ăn mòn axit carbonic trong đường dẫn nước của hệ thống lò hơi.
Nó cũng được dùng trong việc điều chế thuốc diệt cỏ và có thể cho vào đất
trước khi cỏ dại xuất hiện.

5


Hơi morpholine có tác dụng bảo vệ bạc và các kim loại khác chống lại
sự ăn mòn và làm hoen ố do khói axit, như sulfur dioxide và hydrogen
sulfide. Morpholine là một trong số các amin được sử dụng để ức chế các tác
động ăn mòn trên thép và các kim loại khác. Di-4-morpholinyl polysulfides
đã được khẳng định là các chất ức chế ăn mòn cho phép thêm vào dầu bôi
trơn. Đặc biệt, dầu động cơ, nhanh chóng bị nhiễm nước và để bảo vệ các
máy móc thiết bị chống gỉ, hợp chất 4,4'-alkylidene morpholine và poly (4morpholinylmethyl) phenol đã được sử dụng.

Morpholine được sử dụng để làm giảm sự xuống cấp của giấy, đặc biệt
là trong các cuốn sách. Giấy được tẩm khí morpholine, qua đó nâng cao độ
pH của giấy và loại bỏ những điều kiện có tính axit gây hư hỏng của nó [20].
Nhờ các tính chất vật lý và hóa học của morpholine người ta đã sử dụng nó
trong các quy trình làm sạch khác nhau. Sự khác biệt rõ rệt về độ hòa tan của
methyl amin trong morpholine đã cho một phương pháp chiết thuận lợi trong việc
tách các chất amin dễ bay hơi. Người ta thấy rằng dẫn xuất andehyt hoặc xeton
của morpholine, ví dụ: 4-formylmorpholine, rất hữu ích để tách các họp chất có độ
nhớt thấp từ khoáng sản, động vật, thực vật và dầu cá. Morpholine cũng được sử
dụng trong việc làm sạch axetylen và các olefin nhất định. Morpholine phản ứng
với formaldehyde để tạo thành N- formyl-morpholine, được sử dụng trong công
nghiệp như một dung môi chọn lọc để tách các họp chất thơm tinh khiết [17].
Trong các lĩnh vực dược phẩm khác, các ứng dụng của morpholine bao
gồm như thuốc lợi mật, chống co thắt, thuốc hồi sức, và thuốc chống sốt rét.
Ngoài ra, việc sử dụng morpholine như một tác nhân peptit hóa để điều chế dung
dịch phenothiazin cho mục đích điều chế thuốc trừ giun sán đã được khẳng định.
Một số dẫn xuất morpholine đã được sử dụng làm thuốc giảm đau và
thuốc tê tại chỗ. V í dụ như 4-benzyl morpholine đặc biệt hữu hiệu. Một số
dẫn xuất morpholine đã được chứng minh là có hoạt tính diệt khuẩn. Ví dụ, muối
morpholinium của sulfonamides acylated có tác dụng mạnh mẽ trong làm khuẩn
hoặc diệt khuẩn, và morpholine hydroperiodide đã được sử dụng như một chất
khử trùng nước. Phản ứng của morpholine với cacbonitril 3,4,5-trichloro-2,6pyridin tạo ra một sản phẩm có tác dụng trong việc kiểm soát nấm.

6


Các dẫn xuất morpholine còn ứng dụng trong ngành công nghiệp dệt
may. Hợp chất có chứa morpholine là một tác nhân làm trắng vượt trội cho
ngành dệt may và este a-4-morpholinyl acrylic đã được xem là chất phụ gia
dệt. Các dẫn xuất morpholine như N-methylmorpholine và 7V-ethylmorpholine

được sử dụng như là chất xúc tác để sản xuất polyurethane. Ngoài ra, một số
dẫn xuất chứa morpholine còn được sử dụng như thuốc giảm đau và thuốc
gây mê, kháng sinh và kiểm soát mảng bám trong nha khoa.

1.2.5. Các nghiên cứu về ung thu ở ngiròi và động vật thí nghiệm
1.2.5.1. Các nghiên cứu về ung thư ở người
Không có dữ liệu có sẵn cho việc nghiên cứu về ung thư ở người [18].

1.2.5.2. Các nghiên cứu về ung thư ở động vật thí nghiệm
Morpholine đã được thử nghiệm cho chất gây ung thư bằng đường uống
trong hai giống chuột, một chủng chuột nhắt và một chủng chuột hamsters. Các
nghiên cứu ở một trong những giống chuột và chuột hamsters được coi là không
đủ để đánh giá. Trong giống loài chuột khác, không có sự gia tăng đáng kể tỷ lệ
mắc các khối u được nhìn thấy ở động vật được điều trị. Trong nghiên cứu ở
chuột nhắt, một vài khối u gan và phổi xảy ra ở động vật được điều trị.
Morpholine cũng đã được thử nghiệm bằng đường hô hấp ở chuột, nó không làm
tăng tỷ lệ mắc các khối u được tìm thấy trong sự kiểm soát.
Như vậy, không có dữ liệu về dịch tễ học liên quan đến các chất gây
ung thư của morpholine đã có sẵn. Không có đủ bằng chứng trên động vật thí
nghiệm đối với việc gây ung thư của morpholine. Morpholine không được
phân loại vào chất gây ung thư đối với con người[18,19].

13. Tình hình nghiên cứu
13.1. Trên thế giới
Hợp chất indenoisoquinoline (8) (NSC 314622) được tổng họp 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
indenoisoquinoline (8) và nghiên cứu hoạt tính ức chế Top I của các dẫn chất của
nó. Một số dẫn xuất của indenoisoquinoline như: Indotecan (9) và Indimitecan
(10) đã được đưa vào nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn n. Các họp chất

7


này có hoạt tính cao hơn so với thuốc hệ campothecin nhung không gây hiệu ứng
phụ, đặc biệt bền, không bị thủy phân vì không có vòng lactam.[12]

8 (ỊVSC314622)

9

10

Hình 5: Một số dẫn xuất indenoisoquinoline bước đầu được nghiên cứu bởi
M ark Cushman
*Các phương pháp tổng họp :

Sơ đồ 1: Các con đường tổng họp indenoisoquinoline.

8


Hiện nay phương pháp tổng họp khung indenoisoquinoline được thực
hiện theo các phương pháp chính sau đây:

Phương pháp thứ nhất (path a) : tổng họp dựa trên phản ứng của benz[d]indeno[l,2-b]pyran-5,ll-diones (12) với các nhóm amin bậc 1.

Phương pháp thứ hai (path b): nhờ phản ứng ngưng tụ của
homophthalic anhydride với các bazơ Schiff khác nhau. Đầu tiên là phản ứng
ngưng tụ Schiff bazo (14) với homophthalic anhydrides (15) tạo sản phẩm ưu

tiên cis-isoquinolones (13), tiếp đó là thế SOCl2 nội phân tử và cuối cùng là
phản ứng Fried-Crafts.

Sơ đồ 2: Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquuinoline nhờ phản ứng ngưng tụ của
homophthalic anhydride với các bazơ Schiff khác nhau
Sơ đồ 2: Tác nhân và điều kiện phản ứng: a) H2CO, H20 , HQ, AcOH, 120°c
đến nhiệt độ phòng; (b) (i) KOH, H20 , nhiệt độ phòng, (ii) KMn04, H20 ,0 ° c đến nhiệt
độ phòng, (in) EtOH, đun hồi lưu; (c) AcCl, đun hồi lưu; (d) 3-bromopropylamine, HBr,
BgN, Na2S 04, CHQ3, nhiệt độ phòng; (e) CHƠ3, 0°c đến nhiệt độ phòng; (g) SOƠ2,
nhiệt độ phòng; (f) imidazole hoặc morpholine, Nai, DMF, 70°c.
M ark Cushman và các cộng sự đã nghiên cứu tổng họp các dẫn chất
của indotecan (9) và indimitecan (10) như mô tả ừong sơ đồ sau: Bước chìa
khóa tổng họp khung indenoisoquinoline là phản ứng ngưng tụ chất (24) với
bazơ Schiff nhận được axit (27) chọn lọc ở dạng cỉs. Tiếp theo, cỉs axit phản
ứng với S0C12 tạo thành clorua axit, sau đó nhờ phản ứng axyl hóa
Friedel-Crafts (axyl hóa nội phân tử) nhận được chất (28). Sau cùng họp chất

9


(28) được phản ứng với các amin nhận được các dẫn chất của indotecan (9) và
indimitecan (10)

Phương pháp thứ ba (path c): tổng họp nhờ phản ứng thế của NH tự do
với họp chất 3-arylisoquinolones (16) đã được phản ứng với adilithiated
toluamide (17) benzonitrile (18) có sự đóng vòng ữong quá trình phản ứng.

Phương pháp thứ tư (path d): Phương pháp tổng họp khung
indenoisoquinoline nhờ phản ứng ngưng tụ của 2-carboxybenzaldehyde (30)
và phthalide (31) trong sự có mặt của NaOMe, MeOH tạo thành sản phẩm

trung gian (32), sau đó chuyển hóa thành lacton (33) nhờ phản ứng vòng hóa
trong môi trường axit chỉ trong một bước phản ứng nhờ thiết bị loại nước
D ean-Stark. Sau đó, lacton (33) được chuyển thành indenoisoquinoline khi
phản ứng vói amin bậc một (sơ đồ 3).

Sơ đồ 3: Tổng họp các indenoisoquinoline bằng phản ứng ngưng tụ 2carboxybenzaldehyde và phthalide.

Sơ đồ 4: Tổng hợp các indenoisoquinoline bằng phản ứng ngưng tụ của 6cyano-3-hydroxyphthalide với phthalide

10


Sơ đồ 4: Tác nhân và điều kiện phản ứng: (a) 3-Cl-perBzOH, NBS, hv,
CC14; (b) H20 , đun hồi lưu; (c) (i) NaOMe, MeOH, EtOAc, (ii) HC1, (iii)
pTsOH, PhH; (d) THF, Et3N, đun hồi lưu; (e) CHCI3, Et3N, đun hồi lưu.
Các hợp chất khung indenoisoquinoline cũng được tổng họp nhờ phản
ứng ngưng tụ của 6-cyano-3-hydroxyphthalide (36) với phthalide (37) nhận
được isochromenone (38), sau đó qua các phản ứng chuyển hóa như mô tả ở
sơ đồ 2 tạo thành các dẫn xuất indenoisoquinoline 39 - 41 (sơ đồ 4).
Ngoài công trình của Mark Cushman và các cộng sự, có nhiều công
trình đã nghiên cứu tổng họp nhiều dẫn chất của indenoisoquinoline với các
nhóm thế vòng A và vòng D khác nhau khi sử dụng các nguyên liệu đàu là
các dẫn chất của chất (21) và (24) có các nhóm thế khác nhau.
Chúng

tôi

tiến

hành

tổng

họp

họp

chất

6-(2-hyroxy-3-

morpholinopropyl)-5H-indeno[l ,2-c]isoquinoline-5,1 l ( 6H)-dione

theo

phương pháp thứ tư này với ưu điểm là ít tạo phản ứng phụ với hiệu suất cao.

1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Hiện nay, trong nước chưa có công trình nào công bố về tổng hợp các
hợp chất khung indenoisoquinoline. Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã thành
công tổng hợp một số dẫn chất mới của indenoisoquinoline.

Hình 6: Họp chất 6-(2-hyroxy-3-morpholinopropyl)-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l ( 6H)-dione

11


1.4. Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất ỉndenoỉsoquỉnolỉne
1.4.1. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm amỉnopropyl ở vòng B

ĩ

M

Hình 7: Các dân xuât indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl ( 42a- 44b)
Bảng 1: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào (ICsoa) và hoạt tính ức chế Topl
của các dẫn xuất indenoisoquinoline từ 42a-44b
Giá tri gây độc tế bào (GI50 in pM)a
lung

colon

compd

MGM
melanoma

HOP-

renal

prostate

breast

HCT-

Top 1
(pM)b

MDAUACC62

116

DUMB-

SN12C
62

145
435

42a

1.86 +
0.65

0.57

1.22

2.53

1.11

3.36

0
0.38c

42b

1.56

0.54

1.69

1.46

1.57

2.33

1.86

++

43

1.56

0.54

1.69

1.46

1.57

2.33

1.86

++(+)

44a

0.93

0.44

2.25

1.75

1.68

3.05

1.69

+++

44b

<0.01

<0.01

0.1

<0.01

<0.01

0.12

0.04

+++(+)

12


a -G iá trị IC50 là giá trị đánh g iá khả năng ức chế mạnh hay yểu của mẫu
khảo sát. IC50 là nồng độ của mẫu mà tại đó nó cỏ thể ức chế 50% gốc tự do, tế
bào hoặc enzyme. M ấu có hoạt tính càng cao thì giá trị IC50 càng thấp, b - Khả
năng ức chế Top I so với Camptothecỉn được thể hiện : 0/+ không phát hiện được
hoạt tính, ++ hoạt động yểu, + + + h o ạ t động tương tự camptothecìn, + + + + và

+ + + + + hoạt động mạnh hơn rất nhiều so với camptothecỉn.

Các mạnh nhánh aminopropyl có vai trò quan trọng quyết định hoạt tính
của enzyme ức chế như quan sát thấy 42b: 0; 43: ++(+); 44a: ++(+); 44b:
+++(+). Các indenoisoquinoline (43) đã được chọn là một ví dụ điển hình của
N-(3-aminopropyl), hợp chất cho docking GOLD và giảm thiểu năng lượng cơ
học phân tử, do có sự hình thành liên kết giả. Các cấu trúc cho các tương tác
liên kết giữa các cation amoni của ligand và Val401 của khung cacbonyl, các
Pro461 của khung cacbonyl, và các Thr466 oxy mạch nhánh với khoảng cách

2,7 Ả, 2,6 Ả, và 3,0 Ả, tương ứng. Những tương tác liên kết cho phép giải thích
hoạt động ức chế Tdpl của họp chất thế 3-aminopropyl 43 và 44a,b. [10]

Hình 8: Mô hình liên kết giả của 43 trong trung tâm hoạt đông của Tdpl
Mô hình liên kết này chỉ ra rằng cacbonyl của vòng 5 cạnh c hoặc amidecacbonyl của vòng B có thể tương tác với một trong hai nhóm hydroxyl chuỗi bên
là Ser400 hoặc Thr261 (hình 8). Các nhóm amin của các ligand 43 và N-(3aminopropyl) indenoisoquinolines tương tự có thể đóng một vai trò quan trọng
trong lựa chọn các ligand cho các vị trí liên kết của các enzyme. Sự có mặt của một
nhóm 9-methoxy trên vòng D của indenoisoquinolines có một tác động tích cực tói
hoạt tính ức chế Tdpl như quan sát cho 45a (+++) và 45b + (+).

13


Hình 9: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl (45a,b)
Hình 10 cho thấy sự ức chế T dpl của một gel electrophoresis ( hợp
chất 45a,c) (A) và đường cong chuẩn độ (B) để xác định giá trị IC50 Tdpl
cho các hợp chất này.
A

45a
45c

1

'

10

'

100

C o n c e n t r a t io n ( | j M )

Hình 10: Khảo sát hoạt tính của hợp chất 45a,c.
Các nhóm thế 9-methoxy đóng một vai trò lớn trong hoạt động ức chế Tdpl
so với các nhóm thế ở vị trí 3. Trong họp chất 9-methoxy indenoisoquinoline,
nhóm hút electron 3-nitro có hoạt tính yếu hơn với các nhóm thế 3-iodo hoặc
3-amino. Khi so sánh hoạt tính của các hợp chất có khung cacbon giống nhau,
chỉ khác nhau ở nhóm thế c 3, chỉ số IC50 của các họp chất 45a (3-N 02), 46
(3-1) và 44b (3-NH2) tương ứng là 11 ± 1; 5,2 ± 0,1 và 6,7 ± 0,8pm [10].

14