Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6 (2 hydroxy 3 (pyrrolidin 1 yl)propyl) 5h indeno1,2 cisoquinoline 5,11(6h) dione

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
= = = S O CQ G 8== =

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA 6-(2-HYDROXY-3-(
PYRROLIDIN-l-YL)PROPYL)-5H-INDENO[l,2c]ISOQUINOLINE-5,ll(6H)-DIONE

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: H óa học hữu Ctf

Người hướng dẫn khoa học
TS. Lục Quang Tấn

HÀ NỘI - 2016


LỜI CẢM ƠN

Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thảnh tại phòng Hóa dược, Viện
Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Với tất cả sự kính ừọng 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 bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS. TS. Nguyễn Văn Tuyến và
các Thầy Cô làm việc tại phòng Hóa Dược, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm
Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ để em được
nghiên cứu, học tập và hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo trường Đại học Sư

phạm Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa cùng toàn thể các Thầy Cô trong Khoa
Hóa học đã hết lòng quan tâm, dìu dắt và giúp đỡ em trong suốt quá trình học
tập tại trường và hoàn thiện khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn tạo điều
kiện động viên, khích lệ giúp em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu khóa luận
tốt nghiệp của mình.

Hà Nội, tháng năm 2016
Sinh viên

Nguyễn Thị Phương


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu được trình bày trong
khóa luận: “Nghiên cứu tổng họp và hoạt tính sinh học của 6-(2-hydroxy-3(pyrrolidin-1-yl)propyl)-5H-indeno [1,2-c]isoquinoline-5,11 (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 năm 2016
Sinh viên

Nguyễn Thị Phưong


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 1
1. Lí do chọn đề tài............................................................................................1

2. Mục đích nghiên cứu.....................................................................................3
3. Nhiệm vụ nghiên cứu....................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.............................................................................. 5
1.1. Tổng quan về indenoisoquinoline............................................................ 5
1.1.1. Công thức cấu tạo.............................................................................. 5
1.1.2. Mô hình phân tử ttong không gian.................................................... 5
1.1.3. Công thức phân tử: Ci6H8N 0 2R ........................................................ 5
1.2. Tổng quan về pyrrolidin.......................................................................... 5
1.2.1. Công thức cấu tạo................................................................................7
1.2.2. Mô hình phân tử trong không gian.................................................... 7
1.2.3. Công thức phân tử: C4H9N.................................................................. 7
1.3. Các phương pháp tổng họp indenoisoquinoline...................................... 7
1.3.1. Các phương pháp chính tổng họp indenoisoquinoline...................... 7
1.3.2. Tổng họp các dẫn chất indenoisoquinoline nhờ phản ứng ngưng tụ
của homophtalic anhydride với các bazơ Schiff......................................... 8
1.3.3. Tổng họp các dẫn chất indenoisoquinoline dựa trên phản ứng của
indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione với các amin bậc 1............................ 9
1.4. Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất indenoisoquinoline................. 10
1.4.1. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng imdazolyl propyl.......... 10
1.4.2. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng morpholinopropyl ở vòng
B .................................................................................................................. 11
1.4.3. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế ethanol amino....... 13
1.5. Tổng quan về các phương pháp nghiên cứu trong tổng họp hữu cơ..... 14


1.5.1. Phương pháp sắc kí bản m ỏng..........................................................14
1.5.2. Chiết.................................................................................................. 15
1.5.3. Loại bỏ dung môi ở áp suất thấp.......................................................16
1.5.4. Sắc kí cột........................................................................................... 16
1.5.5. Phương pháp nhồi cột huyền phù......................................................16

1.5.6. Phương pháp lựa chọn chất hấp phụ và dung môi chạy cột sắc k í .. 16
1.6. Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu c ơ ... 19
1.6.1 .Điểm nóng chảy (Mp).................................................................... 19
1.6.2. Độ quay cực ([a]D) ............................................................................20
1.6.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic
Resonancespectroscopy, NMR)..................................................................20
1.6.4. Phổ khối lượng (Mass specừocopy, MS)........................................ 21
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u ................ 23

2.1. Đối tượng nghiên cứu:.............................................................................23
2.2. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................23
2.3. Địa điểm nghiên cứu................................................................................24
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CÚƯ VÀ THẢO LUẬN.............................25

3.1. Quy trình tổng họp:..................................................................................25
3.1.1. Tổng họp indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione (43)...................... 25
3.1.2. Tổng họp chất 6-allyl-5H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H)dione (44).....................................................................................................26
3.1.3 Tổng họp họp chất 6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l(6H)-dione (45)............................................................26
3.1.4. Tổng hợp 6-(2’-hydroxy-3’-(pyrrolidin-l-yl)propyl)-5Hindeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H)-dione (46)........................................ 26
3.2. Hằng số vật lí và các dữ kiện phổ của các họp chất.............................. 27
3.2.1. Họp chất indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione (43)..................... 27


3.2.2. Họp chất 6-allyl-5H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H)-dione
(44)..............................................................................................................27
3.2.3. Hợp chất 6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l(6H)-dione (45)............................................................28
3.2.4. Hợp chất indenoisoquinoline 4 6 .......................................................32
3.3. Thử hoạt tính gây độc tế bào của các họp chất được tổng họp.............. 32
3.4. Kết quả và thảo luận.............................................................................. 34
3.4.1. Họp chất indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione (43)....................... 34

3.4.2. Họp chất 6-allyl-5H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll(6H)-dione
(44)...............................................................................................................37
3.4.3. Hợp chất 6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l(6H)-dione (45)............................................................38
3.4.4. Hợp chất indenoisoquinoline 4 6 ...................................................... 41
3.4.5. Hoạt tính gây độc tế bào của họp chất được tổng họp..................... 44
KẾT LUẬN........................................................................................................46


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

[a ]D

Độ quay cực Specific Optical Rotation

lH - NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
Proton Magnetic Resonance Specữoscopy

13c - n m r

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

2D -N M R

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

DEPT

Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer

E I-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

IIMBC

Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity

IIMQC

Heteronuclear Mutiple Quantum Coherence

IR

Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy

IC50

Nồng độ mẫu mà tại đó nó có thể ức chế 50% gốc tự do

°c

Độ Cencius

Me

Nhóm Methyl

Mp

Điểm nóng chảy

NBS

N-Bromosuccinimide

MS

Phổ khối lượng Mass Spectroscopy

NOESY

Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy

PTSA

p-Toluenesulfonic acid

THF

Tetrahidrofuran


DMAP

4-Dimethylaminopyridine

DMF

Dimethylfomamide

EDCI

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

NBS

N-Bromsuccinimide

Topi

Topoisomerase I


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

Hình 1: Camptothecin và một số dẫn xuất....................................................... 2

Hình 2: Indotecan (5) và Indimitecan (6)......................................................... 3
Hình 3: Mô hình phân tử không gian của indenoisoquinoline......................... 5
Hình 4: mô hình phân tử Pyrrolidin trong không gian...................................... 7
Hình 5: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng imdazolyl propyl............. 10
Hình 6: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng morpholinopropyl........... 12
Hình 7: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế ethanol amino.......... 13
Hình 8: cấu trúc X-ray đon tinh thể của hợp chất 45..................................... 29
Hình 9: Phổ 3H-NMR của họp chất 4 3 .......................................................... 35
Hình 10: Phổ 3H-NMR giãn rộng của họp chất 4 3 ......................................... 35
Hình 11 : Phổ 13C-NMR của họp chất 4 3 ........................................................ 36
Hình 12: Phổ 13C-NMR giãn rộng của họp chất 4 3........................................ 37
Hình 13: Phổ *H-NMR của hợp chất 4 5 ......................................................... 39
Hình 14: Phổ 3H-NMR giãn rộng của họp chất 4 5......................................... 40
Hình 15: Mô hình cấu trúc phân tử của họp chất 45 theo phưong pháp X-ray
tinh thể..............................................................................................................41
Hình 16: Phổ *H-NMR của hợp chất 4 6 ......................................................... 43
Hình 17: Phổ 3H-NMR giãn rộng của hợp chất 4 6......................................... 43
Hình 18: Phổ 13C-NMR của hẹp chất 4 6 ........................................................ 44
Sơ đồ 1: Các con đường tổng họp indenoisoquinoline.....................................8
Sơ đồ 2: Tổng họp dẫn xuất indenoisoquinoline nhờ phản ứng ngưng tụ của
homophthalic anhydride với các bazơ Schiff khác nhau.................................. 9
Sơ đồ 3: Tổng họp các indenoisoquinoline bằng phản ứng ngưng tụ 2carboxybenzaldehyde và phthalide.................................................................. 10


Sơ đồ 4: Quy trình tổng hợp họp chất 6-(2’-hydroxy-3 ’-(pyưolidin-1yl)propyl)-5H-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,l l(6H)-dione............................. 25
Sơ đồ 5: Tổng họp indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione (43)....................... 34
Sơ đồ 6: Sơ đồ tổng họp indenoisoquinoline (44)........................................... 38
Sơ đồ 7: Indenoisoquinoline (46) được tổng họp đi từ 6-allyl-5H-indeno[l,2c]isoquinoline-5,l l(6H)-dione.........................................................................38
Sơ đồ 8: Tổng họp các indenoisoquinoline 46 chứa nhóm thế dị vòng n o .... 42
Bảng 1: Hoạt tính gây độc (GI50 pM) của các dẫn chất từ 2 9 - 3 1 ................ 11

Bảng 2: Hoạt tính gây độc (GI50 |iM) của các dẫn chất từ 32 - 35............... 13
Bảng 3: Hoạt tính gây độc (GI50 pM) của các dẫn chất từ 36 - 39..............14
Bảng 4: Độ dài các liên kết trong họp chất 45................................................ 30
Bảng 5: Các góc liên kết ừong họp chất 45.................................................... 31
Bảng 6: Kết quả hoạt tính gây độc tế bào của các họp chất 45, 4 6 ................45


MỞ ĐẦU
1. Lí do chon đề tài
Ung thư ngày càng trở nên phổ biến với tốc độ gia tăng nhanh chóng đã
ừở thành mối lo sợ cho bất kỳ ai khi phải đối mặt với căn bệnh này. Ung thư
có thể có ở bất kỳ bộ phận nào của cơ thể và phát triển nhanh chóng cùng với
nhiều diễn biến bất thường. Hiện khoa học đã phát hiện hơn 200 dạng ung thư
khác nhau, mỗi loại đều có các triệu chứng, phương pháp điều trị và chuẩn
đoán riêng. Tại các nước phát triển ung thư là nguyên nhân gây tử vong đứng
hàng thứ hai sau tim mạch. Ở các nước đang phát triển ung thư đứng hàng thứ
ba sau bệnh nhiễm trùng, ký sinh trùng và tim mạch. Theo thống kê của
ngành ung thư và Bộ Y tế, mỗi năm Việt Nam có khoảng 150 ngàn ca mới
mắc và trên 75 ngàn trường hợp tử vong do ung thư. Ước tính trong năm 2020
sẽ có ít nhất gàn 200.000 ca ung thư mới mắc [11].
Hiện nay có rất nhiều phương pháp điều trị ung thư như: phẫu thuật, hóa
tri liệu, xạ tri liệu, gene trị liệu, proton tri liệu, miễn dịch trị liệu và một số
liệu pháp khác. Trong đó, hóa trị liệu đã sử dụng một đích đến là
topoisomerase vì topoisomerase bị ức chế sẽ gây chết tế bào ung thư do tế bào
này phân chia rất nhanh chóng.
Ở sinh vật nhân chuẩn, topoisomerase I (Topl) là một enzym cần thiết
cho nhiều quá trình quan trọng của tế bào như phiên mã, sao mã và phân ly
vào nhiễm sắc thể. Vai trò của Topl là giúp giãn xoắn DNA sợi kép khi DNA
thực hiện các quá trình tái bản và phiên mã, trong đó enzym sẽ liên kết cộng
hóa trị với DNA cho đến khi đóng xoắn. Do đó, nó là mục đích trị liệu tiềm

năng trong việc điều trị chống ung thư. Có hai con đường có thể ức chế Topl
đó là mất khả năng tháo xoắn các sợi DNA của Top 1 và con đường thứ hai là
gây “ngộ độc” enzym bằng cách tạo liên kết cộng hóa trị với DNA dưới dạng
phức [5].

1


Camptothecin (1) được biết đến là chất có khả năng gây ức chế
topoisomerase I. Các sản phẩm tan trong nước được bán tổng hợp từ
campothecin như Topotecan (2), Irinotecan (3) là các chất gây ức chế Topl
duy nhất hiện được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (The
Ư.s. Foodand Drug Administration) cấp phép làm thuốc chống ung thư [7].
Tuy nhiên, hai hợp chất thuốc này còn có nhiều nhược điểm như rất nhanh
mất hoạt tính do thủy phân vòng E (vòng lacton) ngay cả trong môi trường pH
sinh lý và gây độc với tủy xương [3].

Hình 1: Camptothecin và một số dẫn xuất
Để khắc phục những nhược điểm của Camptothecin và các dẫn xuất, các
nhà khoa học đã nghiên cứu tìm kiếm các lớp chất mới có khả năng gây ức
chế Topl, trong đó indenoisoquinoline là lớp chất đang được các nhà khoa
học quan tâm bởi có tính chất ổn định, khồng bị thủy phân và không gây độc
giống như Camptothecin. Một số dẫn xuất của indenoisoquinoline như
Indotecan (4) và Indimitecan (5) đã được đưa vào nghiên cứu thử nghiệm lâm
sàng ở giai đoạn II cho thấy có hoạt tính cao hơn so với thuốc chống ung thư
hệ camptothecin nhưng không gây hiệu ứng phụ, đặc biệt bền và không bị
thủy phân vì không có vòng lacton.

2

Hình 2: Indotecan (5) và Indimitecan (6)
Trên cơ sở đó, khoá luận đã đưa ra mục tiêu là thiết kế tổng hợp các
indenoisoquinohne mới có nhóm thế khác nhau ở vòng B khi đưa thêm nhóm
hydroxyl vào vị trí thứ 2 của mạch nối propyl còn vị trí thứ 3 là dị vòng
pyrrolidin với hy vọng sẽ làm tăng khả năng gây độc tế bào ung thư.
Vói những ý nghĩa cấp thiết và thực tiễn trên, tôi chọn đề tài cho khóa
luận tốt nghiệp là: “Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6-(2hydroxy-3-(pyrrolidin-1-yl)propyl)-5H-indeno[l ,2-c]isoquinoline-5,11 (6H)dione”.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu tổng hợp ra dẫn xuất của indenoisoquinoline nhằm tăng hoạt
tính sinh học của các indenoisoquinoline. Từ đó tạo cơ sở cho những nghiên
cứu tiếp theo ừong 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
phàn 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 hưởng tổng hợp và xác định cấu trúc của sản phẩm tổng
hợp.

3


- Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6-(2-hydroxy-3-(pyrrolidinl-yl)propyl)-5H-indeno[l,2-c] isoquinoline-5,1 l(6H)-dione”
Ị

m ' Á

_

_ 1_ Ị _1_

4

1

?

Á

_ _ •_? • _?1_ A ?4 Á ?1

3

• A __

J __

Ị

Á

ỉ _ĩ _

_ ? _

.

_ 2 _

2

_ 1_ A __

j

2

A _ _ 1 _ _ _

- Tiên hanh đo pho và giải phô đe kiêm tra câu trúc của sản phâm tong hợp.

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về indenoisoquinoline
1.1.1. Công thức cẩu tạo

Khung cacbon bao gồm vòng A và B là vòng isoquinoline
và vòng c và D là vòng indeno
Danh pháp: 6-R-indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll-dione.
1.1.2. Mô hình phân tử trong không gmn

Hình 3: Mô hình phân tử không gian của indenoisoquinoline
1.1.3. Công thức phân tử: C16HsN02R
1.2. Tổng quan về pyrrolidin
Pyrrolidin, còn được gọi là tetrahydropyrrole, là một họp chất hữu cơ
với công thức phân tử (CH2)4NH. Nó là một amin thứ cấp có vòng, cũng được

phân loại như một dị vòng bão hòa. Gồm bốn nguyên tử cacbon và một
nguyên tử nitơ. Vòng Pyrrolidin là cấu trúc trung tâm của amino axit proline

5


và các dẫn xuất của nó. cấu trúc vòng của Pyrrolidin có mặt ở nhiều alkaloid
thiên nhiên nhu nicotin và hygrin. Nó cũng là cơ sở hình thành các họp chất
racetam (ví dụ pừacetam, aniracetam). Các axit amin proline và
hydroxyprolin về mặt cấu trúc là các dẫn xuất của Pyrrolidin.
Pyưolidin là một chất lỏng không màu có thể trộn với nước và hầu hết
các dung môi hữu cơ. Nó được tìm thấy trong lá của thuốc lá, cà rốt và ừong
nhiều loại thuốc dược phẩm như procyclidin và bepridil. Pyrrolidin được sử
dụng rộng rãi trong tổng họp hữu cơ, được sử dụng để kích hoạt các xeton và
andehit hình thành các enamines [12].
Pyrrolidin là một amin dị vòng được sử dụng như khối họp chất hoặc cơ
sở để sản xuất hóa chất dược phẩm tinh khiết. Nó là một trung gian cơ bản
được sử dụng trong phạm vi rộng các ứng dụng ừong tổng họp hữu cơ, hóa
chất, dược phẩm, chất màu, chất hóa dẻo, hóa chất chụp ảnh, chất nhũ hoá,
chất ức chế ăn mòn, hóa chất cao su và chất đóng rắn cho các nhựa epoxy. Nó
được sử dụng trong sản xuất Polyurethan như một chất xúc tác. Các dẫn xuất
của đoạn methylpyrrolidinyl là mô típ cấu trúc phổ biến hiện nay ở một số
chất ức chế và đối kháng, bao gồm một loạt các chất ức chế HIV-1 sao chép
ngược và histamin thụ thể H3 và dopamin D4 đối kháng. Sigma-Aldrich có
một lựa chọn lớn Pyrrolidin như khối họp chất dị vòng cho các tổng họp hữu
cơ và hóa dược phẩm, phần lớn trong số đó là có sẵn như racemates hoặc một
trong hai dạng enantiomeric [10].
Trong công nghiệp Pyrrolidin được sản xuất bằng cách xử lí 1,4butanediol với amoniac trên một chất xúc tác oxit.

6

1.2.1. Công thức cấu tạo

H
Pyrrolidin
1.2.2. Mô hình phân tử trong không gian

Hình 4; mô hình phân tử Pyrrolidin ữong không gian
1.2.3. Công thức phân tử: C4H 9N
1.3. Các phương pháp tổng họp indenoỉsoquỉnoline
1.3.1. Các phương pháp chính tổng hợp ỉndenoỉsoquỉnolỉne
Hiện nay tổng hợp các dẫn chất của indenoisoquinoline được thực hiện
theo các phương pháp chính sau đây:

7


Sơ đồ 1: Các con đường tổng hợp indenoisoquinoline
Phương pháp thứ nhất: Tổng hợp các dẫn chất indenoisoquinoline thông
qua phản ứng ngưng tụ của homophthalic anhydride với các bazơ Schiff.
Phương pháp thứ hai: Tổng hợp các dẫn chất indenoisoquinoline dựa trên
phản ứng của indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione (28) với các amin bậc 1.
Phương pháp thứ ba: Tổng họp các dẫn chất indenoisoquinoline thông
qua phản ứng đóng vòng của 3-arylisoquinoline.
Phương pháp thứ tư: Tổng họp các dẫn chất indenoisoquinoline dựa trên
phản ứng đóng vòng của dẫn chất styrenic enamit.
1.3.2. Tổng hợp các dẫn chất ỉndenoỉsoquỉnolỉne nhờ phản ứng ngưng tụ
của homophthalỉc anhydride với các bazơ Schiff
Mark Cushman và các cộng sự đã nghiên cứu tổng họp các dẫn chất của

indotecan (4) và indimitecan (5) như mô tả trong sơ đồ 2. Bước chìa khóa
tổng họp khung indenoisoquinoline là phản ứng ngưng tụ homophthalic
anhydride (19) với bazơ Schiff (21) nhận được axit 22 chọn lọc ở dạng cis.

8


Tiếp theo, cis axit phản ứng với SOCl2 tạo thành clorua axit, sau đó nhờ phản
ứng axyl hóa Friedel-Crafts (axyl hóa nội phân tử) nhận được chất 23. Sau
cùng họp chất 23 được phản ứng với các amin nhận được các dẫn chất của
indotecan (4) và indimitecan (5).

Sơ đồ 2: Tổng họp dẫn xuất indenoisoquinoline 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 , HC1, AcOH, 120°c
đến nhiệt độ phòng; (b) (i) KOH, H20 , nhiệt độ phòng, (ii) KMn04, H20 , 0°c
đến nhiệt độ phòng, (iii) EtOH, đun hồi lưu; (c) AcCl, đun hồi lưu; (d) 3bromopropylamine, HBr, Et3N, Na2S 0 4, CHCI3, nhiệt độ phòng; (e) CHCI3,
0°c đến nhiệt độ phòng; (g) S0C12, nhiệt độ phòng; (f) imidazole hoặc
morpholine, Nai, DMF, 70°c.
1.3.3. Tổng hợp các dẫn chất ỉndenoỉsoquỉnolỉne dựa trên phản ứng của
ỉndeno[l,2-c]ỉsochromen-5,ll-dỉone với các amỉn bậc 1
Trước hết để tổng họp các indenoisoquinoline theo phương pháp này,
Andrew Morrell, Mark Cushman và cộng sự đã tiến hành tổng hợp
indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione nhờ phản ứng ngưng tụ của 2-

9


cacboxybenza!dehyde (25) và phthalide (26) với sự có mặt của NaOMe,
MeOH tạo thành sản phẩm trung gian (27), sau đó chuyển hóa thành

indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione (28) nhờ phản ứng vòng hóa ừong môi
trường axít chỉ trong một bước phản ứng nhờ thiết bị loại nước Dean-Stark.
Tiếp đó, indeno[l,2-c]isochromen-5,ll-dione (28) được chuyển thành
indenoisoquinoline khi phản ứng với amin bậc một (sơ đồ 3).

Sơ đồ 3: Tổng hợp các indenoisoquinoline bằng phản ứng ngưng tụ 2carboxybenzaldehyde và phthalide
Chúng tôi tiến hành tổng hợp hợp chất 6-(2-hydroxy-3-(pyrrolidin-lyl)propyl)-5H-indeno[l,2-c] isoquinoline-5,ll(6H)-dione theo phương pháp
thứ hai này với ưu điểm là ít tạo phản ứng phụ với hiệu suất cao.
1.4. Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất ỉndenoỉsoquỉnolỉne
1.4.1. Các đẫn xuất inđenoừoquỉnolỉne có vòng ỉmdazolyl propyl

10


Hợp

chất

gốc

6-(3-(lH-imidazol-l-yl)propyl)-6H-indeno[l,2-c]

isoquinoline-5,ll-dione (29) có chứa nhóm thế imidazolyl propyl và hợp chất
có khả năng gây độc tế bào khá thấp (MGM l,86pM>lpM). Tuy nhiên họp
chất gốc này lại có khả năng ức chế Top I khá cao tương đương hoặc hơn
Camptothecin.
Họp

chất

6-(3-(lH-imidazol-l-yl)propyl)-10-methoxy-3-nitro-6H-

indeno[l,2-c]isoquinoline-5,ll-dione (30) đính nhóm thế nitro và nhổm thế
methoxy vào vị trí số 3 và vị trí số 10 của họp chất gốc có khả năng gây độc
tế bào gấp 97 lần so với họp chất chuẩn với giá trị MGM 0,019(iM và là chất
gây ức chế Top I cực mạnh.
Một số nồng độ ức chế tăng trưởng GI50 của một số loại tế bào ung thư
đã được kiểm nghiệm và chứng minh đối các dẫn xuất có nhóm thế
imidazolyl propyl (bảng 1) [5].
Bảng 1: Hoạt tính gây độc (GI50 pM) của các dẫn chất từ 29 - 31
\ Dòng Phổi

Ruột

\ tế

r

Hệ

Khối u Buồng Thận

T ,

Tuyên Vú

A

MGM Topl

thần

ác tính trứng

tiền liệt

(ịiM) cleavage

kinh

\bào
Hợp\

trung

chất \

ương

Thử \
2,34

29

2,69

30

<0,010 <0,010 <0,010 <0,010 0,02

31

0,056

1,41

0,11

0,79

0,178 0,071

1,66

1,66

1,66

1,41

2,75

1,86

++++

<0,010 <0,010 <0,010 0,019 ++++
0,676 0,204 0,646 0,416

Khả năng ức chế Top I so với Camptothecin được thể hiện: 0/+ không

phát hiện được hoạt tỉnh, ++ hoạt động yểu, +++hoạt động tương tự

11

+++


camptothecỉn, ++++VÀ +++++ hoạt động mạnh hơn rất nhiều so với
camptothecin.
1.4.2. Các dẫn xuất ỉndenoừoquỉnoline có vòng morpholỉnopropyl ở vòng B

Hình 6: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng morpholinopropyl
Họp chất (9-methoxy-6-(3-morpholinopropyl)-3-nitro-6H-indeno[l,2-c]
isoquinoline-5,ll-dione) (34) có nhóm thế vòng morpholine, đính vị trí số 3
nhóm thế methoxy và vị trí số 9 nhóm thế nitro làm tăng khả năng gây độc tế
bào lên gấp 1000 lần so với họp chất gốc (32) (MGM 0,014pM) và nó là một
chất ức chế Top I mạnh hơn Camptothecin.
Một số nồng độ ức chế tăng trưởng GI50 của một số loại tế bào ung thư đã
được kiểm nghiệm và chứng minh đối với họp chất 32 - 35 (bảng 2) [5].

12


Bảng 2: Hoạt tính gây độc (GI50 |iM) của các dẫn chất từ 32 - 35.
\Dòng Phổi Ruột Hệ
thần

\t ế
\bào

Khối Buồng Thận Tuyến Vú
ác tính trứng

tiền liệt

MGM

Topl

(pM)

cleavage

kinh

Hợp

trung

chất\

ương

thử \
32

3,72 0

33

0,021 0,038 0,095 0,38 0

34

<0,01 <0,01 0

<0,01 <0,01 <0,01 0

35

1,41 1,26 1,95

1,58 2,69

mt

3,47

5,37

16,6

r

21,4 7,24

>100 15,1

-H-

0,309 0,085

1,23 0,632

-H-+

<0,01 0,014

-H-++

4,68 2,7

-H-+

4,07 2,29
r

1.4.3. Các dân xuất indenoừoquinoline có nhóm thê ethanol amino

Hình 7: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế ethanol amino
Tất cả các hợp chất ừên đều có chứa nhóm thế ethanol amino mà hoạt
tính sinh học lại thể hiện kém hom so với các họp chất vừa đề cập ở trên. Khi
đính nhóm thế nitro ở vị trí số 3 ( hợp chất 38) có rất ít ảnh hưởng đến khả

13


năng gây độc tế bào (MGM 0,296(iM) trong khi thay thế vị trí số 9 bằng
nhóm thế methoxy (hợp chất 39) làm gia tăng đáng kể trong hoạt tính gây độc
nhưng khả năng ức chế Top I rất ít. Thêm vào đó là hợp 6-(3(ethylamino)propyl) -9-methoxy- 3-nitro-6H-indeno [1,2-c] isoquinoline-5,11dione (37) là đính cả nhóm nitro ở vị trí số 3 và nhóm methoxy vào vị trí số 9

là tăng đáng kể khả năng gây độc tế bào lên gấp 21 lần so vói hợp chất gốc
(36) với giá trị MGM 0,016(iM và là chất ức chế Top I khá mạnh.
Một số nồng độ ức chế tăng trưởng GI50 của một số loại tế bào ung thư
đã được kiểm nghiệm và chứng minh đối với các dẫn xuất có nhóm thế
ethanol amino (bảng 3) [5].

ề

Bảng 3: Hoạt tính gây độc (GI50 pM) của các dẫn chất từ 36 - 39
Phổi

Ruột Hệ

Khối u Buồng Thận Tuyến Vú

§'

kỉnh

....... ... .........

thần ác tính trứng

trung

tiền liệt

MGM Topl
(pM) cleavage

.

ương

0,269 0,174

0,49

0,339 ++++

36

0,195 0

0,55 0,178 0,55

37

<0,01 0

<0,01 <0,010 <0,010 0,012 <0,010 <0,010 0,016 ++++

38

0,031 0,027 >100 0,2

1,35

0,229 >100

1,07

39

0,026 0,044 0,112 0,55

0,417

0,158 0,055

0,389 0,124 0

0,296 ++++

1.5. Tổng quan về các phuơng pháp nghiền cứu trong tổng họp hữu cơ
1.5.1. Phương pháp sắc kí bản mỏng
Sắc ký lớp mỏng là một kỹ thuật tách các chất được tiến hành khi cho
pha động di chuyển qua pha tĩnh trên đó đã đặt hỗn hợp các chất cần tách. Pha

14


tĩnh là chất hấp phụ được chọn phù họp theo từng yêu cầu phân tích, được trải
thành lớp mỏng đồng nhất và được cố định trên các phiến kính hoặc phiến
kim loại. Pha động là một hệ dung môi đơn hoặc đa thành phần được trộn với
nhau theo tỷ lệ quy định trong từng chuyên luận. Trong quá trình di chuyển
qua lớp hấp phụ, các cấu tử trong hỗn hợp mẫu thử được di chuyển trên lớp
mỏng, theo hướng pha động, với những tốc độ khác nhau. Kết quả, ta thu
được một sắc ký đồ trên lớp mỏng. Cơ chế của sự chia tách có thể là cơ chế
hấp phụ, phân bố, trao đổi ion, sàng lọc phân tử hay sự phối hợp đồng thời

của nhiều cơ chế tùy thuộc vào tính chất của chất làm pha tĩnh và dung môi
làm pha động. Đối với những chất có u v ta kiểm tra ƯV có thể nhận được
các vết khác nhau. Dựa vào các vết trên bản mỏng cùng với giá thị Rf tương
ứng ta có thể nhận biết được phản ứng đã xảy ra hay chưa, nguyên liệu đàu
còn hay hết. Dựa vào tính chất đó chúng ta có thể tìm được dung môi hoặc
hỗn họp dung môi để các chất tách ra khỏi nhau (Rf khác nhau) tìm được hệ
dung môi cần để tinh chế các chất.
1.5.2. Chiả
Chiết là quá trình tách và phân li các chất dựa vào quá trình chuyển một
chất hòa tan trong một pha lỏng (thường là nước) một pha lỏng khác không
hòa tan vào nó (thường là dung môi hữu cơ không hòa tan với nước). Như vậy
ta có quá trình chiết lỏng.
Chiết là phương pháp có ứng dụng rất có hiệu quả vào các mục đích
tách, phân ly, làm giàu các chất đặc biệt khi cần tách một lượng nhỏ các tạp
chất ra khỏi một lượng lớn các chất khác. Ưu điểm của quá trình là thực hiện
nhanh, thiết bị chiết đơn giản. Chọn được dung môi (dung môi chiết CH2C12)
và điều kiện chiết thích họp với chất thử người ta có thể tách được bất kì cấu
tử nào ra khỏi hỗn họp bất kì. Trường hợp chất chiết có màu ta có thể sử dụng

15