NGHIÊN cứu TỔNG hợp và ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH học của một số dẫn XUẤT INDOLE

KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT INDOLE


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

TÓM TẮT
Từ các tác chất như: dẫn xuất indole, các amine vòng, 4-methoxybenzaldehyde,
nghiên cứu sử dụng phản ứng Mannich ba hợp phần để tạo nên các dẫn xuất indole
hoàn toàn mới (5/6 dẫn xuất tổng hợp được là hợp chất mới tra cứu theo Scifinder
tháng 1/2019).Trong nghiên cứu này, ethylene glycol được sử dụng vừa làm dung
môi vừa làm xúc tác cho phản ứng Mannich xảy ra. Các phản ứng diễn ra ở nhiệt độ
phòng nên việc tiến hành phản ứng rất dễ dàng. Các dẫn xuất sau khi tổng hợp đã
được thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư màng tim RD. Có /6 dẫn xuất đã tổng
hợp được có khả năng kháng tế bào ung thư màng tim RD ở nồng độ µM trong
vòng giờ với % ức chế tế bào tương ứng như sau: IHPMM ( %), 5HPMM ( %),
CHPMM ( %), PHPMM ( %), CHMMM ( %), CHIMM ( %).
Từ khóa: Dẫn xuất Indole, phản ứng Mannich, kháng ung thư màng tim.


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

MỞ ĐẦU
Dẫn xuất indole ngày càng phát triển mạnh mẽ không chỉ bởi hoạt tính sinh học cao
mà còn về những ứng dụng lâm sàng đa dạng của chúng trong thực tiễn. Nhiều công
trình nghiên cứu cho thấy các dẫn xuất này có tác dụng kháng tế bào ung thư, kháng
khuẩn, kháng nấm, kháng HIV, kháng viêm, tác dụng hạ huyết áp, chống co giật…
Từ những vấn đề nêu trên, đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính sinh
học của một số dẫn xuất indole” được thực hiện nhằm góp phần nghiên cứu tìm ra

những hợp chất mới hoặc tác nhân mới có hoạt tính sinh học tốt từ đó ứng dụng vào
trong thực tiễn.
Mục tiêu đề tài:
Từ các tác chất ban đầu: indole hoặc các dẫn xuất khác của indole, aldehyde thơm,
amine vòng no. Thực hiện phản ứng ba hợp phần để thu được các sản phẩm mong
muốn.
Cấu trúc của các chất được xác định bằng cách đo nhiệt độ nóng chảy, HPLC,
HRMS, phổ FTIR và NMR. Sau đó, các dẫn xuất vừa tổng hợp trên được thử hoạt
tính gây độc tế bào ung thư màng tim RD.


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

DANH MỤC VIẾT TẮT
Viết tắt
TLC
HPLC
NMR
FTIR
HRMS
GI50
IC50
EC50
IARC
NCI
SAR
EG
MeOH
Hex
EtOAc

Giải thích
Thin Layer
Chromatography
High Performance Liquid
Chromatography
Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy
Fourier Transform
Infrared Spectroscopy
High Resolution Mass
Spectrometry
Half maximal Growth
Inhibition Concentration
Half maximal Inhibitory
Concentration
Half maximal Effective
Concentration
International Agency for
Research on Cancer
National Cancer Institue
Structure Activity
Relationship
Ethylene glycol
Methanol
Hexane
Ethyl Acetate

Tiếng Việt
Sắc ký bản mỏng

Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Phổ cộng hưởng từ hạt
nhân
Quang phổ chuyển đổi
hồng ngoại Fourier
Khối phổ phân giải cao
Nồng độ ức chế 50% sự
phát triển
Nồng độ ức chế 50%
Nồng độ ảnh hưởng 50%
Cơ quan nghiên cứu Ung
thư Thế giới
Viện Ung thư Quốc gia
Quan hệ giữa hoạt tính và
cấu trúc


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

1

TỔNG QUAN

1.1 Khái quát về Indole
1.1.1 Đặc điểm, tính chất hóa lý của Indole
a) Đặc điểm
Indole hay còn có tên gọi khác là benzopyrrole, là một hợp chất hữu cơ dị vòng
phẳng. Công thức cấu tạo bao gồm vòng benzene sáu cạnh gắn với vòng pyrrole
năm cạnh chứa nitơ. Trong phân tử indole, cặp electron độc thân của nitơ tham gia
vào hệ liên hợp của vòng thơm nên indole không phải là một base và không đơn

thuần thể hiện tính chất của một amine như pyrrole.[1]
Công thức phân tử: C8H7N
H
N

Công thức cấu tạo:
Quy tắc đánh số trên phân tử indole:
7
8

6

H
N
1

5

9
4

2

3

b) Tính chất vật lý và tính chất hóa học[1-4]
•







•

Tính chất vật lý
Khối lượng phân tử: 117.15 g/mol
Trạng thái: Tinh thể màu trắng ở nhiệt độ phòng
Tỷ trọng: 1.7474 g/cm3
Điểm nóng chảy: 54℃
Điểm sôi: 254℃
Độ tan trong nước: 0.19 g/100 mL (20℃), tan trong nước nóng
Tính chất hóa học


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

Trong phân tử indole, vòng pyrrole có khả năng phản ứng thế ái điện tử cao hơn
vòng benzene, vì thế các tác nhân ái điện tử sẽ ưu tiên thế vào vị trí số 3 ở phía dị
vòng nhờ tạo sản phẩm trung gian bền hơn:
7

H
N

8

6

7

1

5

9

3

4

2

6

H

5

E

8

H
N

E

1
9

4

H

2
3

 Proton hóa
Trong acid vô cơ mạnh (thí dụ như H 2SO4), đầu tiên indole bị proton hóa tạo ra ion
1H - indoli nhưng kém bền và bị chuyển hóa nhanh thành ion 3H - indoli bền:
H

H
N

N

H

H
N

H

H
H
Cation 1H - indoli

Cation 3H - indoli

Cation 3H – indoli tác dụng với một phân tử indole sinh ra dime là 2–(indol-3-yl)
indolin:

H
N

H
N

H
N

+
H

N
H

H

Cation 3H – indoli tác dụng với sodium hydrosulfite tạo ra muối indolin-2sunfonate là chất dễ kết tinh:

H
N

H
N

NaHSO3

H
So3- Na+

pH=4
H

H

 Nitro hóa
Indole bị nitro hóa trong acid nitric loãng cho sản phẩm 3-nitroindole. Sản phẩm 5nitroindole sinh ra khi dùng acid sunfuric đặc và thêm từ từ vài giọt natri nitrat:
H
N

HNO3l
H
N

No2
H
N

H2SO4d
No2

Khi nitro hoá indole bằng benzoyl nitrat (sinh ra khi cho benzoyl clorua vào bạc
nitrat ở 0℃), sản phẩm sinh ra là 3-nitroindole:


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

H
N

H
N

C6H5COONO2
0 0C

NO2

 Halogen hóa
Các phản ứng halogen hóa indole thường xảy ra ở vị trí số 3 (ưu tiên) và chỉ một số
ít là 2-haloindole. Cả 2 loại dẫn xuất này đều kém bền, phải dùng ngay khi mới điều
chú.
Để thu được 3-cloroindole có thể cho indole tác dụng với clo trong dung dịch
NaOH hoặc clo hóa N-benzoylindole rồi giải phóng nhóm benzoyl:
Cl

H
N

H
N

N

Cl2/NaOH
(NaOCl)

Cl
COC6H5
N

COC6H5
N

Cl2

H
N

NaOH

Cl

Cl

Không thể clo hóa trực tiếp để điều chế 2-cloroindole mà phải đi từ oxindole và
phospho oxiclorua:

H
N
O

POCl3

H
N
Cl

Phản ứng brom hóa indole sinh ra 3-bromoindole nhờ tác dụng của Br 2/DMF hoặc
Piridine.Br2:
H
N

Piridine.Br2

H
N

00C
Br

Phản ứng giữa iod với indole trong DMF có mặt KOH sinh ra 3-iodoindole:
H
N

I2/DMF/KOH

H
N

250C
I

 Ankyl hóa
Phần lớn các ankylindole được điều chế từ các hợp chất hữu cơ - lithi hoặc hợp
chất hữu cơ – magie.

KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

Ankyl hóa indole là quá trình phức tạp, phụ thuộc bản chất của dẫn xuất halogen,
nhiệt độ, dung môi ...
Phản ứng ankyl hóa indole theo Friedel-Crafts (dùng RX/AlCl3) tạo ra 3ankylindole:

H
N

H
N

RX
AlCl3

R

Nếu vị trí 3 đã bị chiếm, phản ứng sẽ xảy ra ở vị trí 2.
 Axyl hóa
Có thể áp dụng phương pháp Gatterman và Reimer-Tiemann để tạo ra indole-3cacbandehit, nhưng phương pháp formyl hóa phổ biến là Vilsmeier-Hacck (dùng
DMF/POCl3)
H
N

HCl
N

H
N

ClCH = N(CH3)2

-Cl
(H3C)2N

HC

CHCl

N(CH3)2

H2O
0o C

H
N

N

to

H2O NaOH

NaOH

- NH(CH3)2
CH

CHO

N(CH3)2

Nếu thay DMF bằng N,N-dimetylamit RCON(CH3)2 (R=ankyl) sẽ thu được sản
phẩm 3-axylindole:

H
N

RCON(CH3)2/POCl3

H
N

RC

O

Phản ứng Houben-Hoesch (tác nhân RCN và HCl) cũng được dùng để tổng hợp 3axylindole:


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

RCN + HCl
R

H
N

Cl

C

H
N

NH

H
N

H2O/H
- NH4OH

ZnCl2
R

C

NH
O

C R

 Phản ứng với andehyde và ketone
Indole phản ứng với aldehyde và ketone khi có xúc tác, đầu tiên sinh ra indole-3ylcacbinol không bền bị dehirat hóa ngay thành cation 3-ankyliden-3H-indoli:
H
N
CH3

H
N

CH3COCH3

CH3

H2SO4d/0oC

CH3

H3C

 Phản ứng Michael với ketone, nitrile và hợp chất nitro α,β-không no
Indole phản ứng với ketone α,β-không no nhờ chất xúc tác acid tạo ra dẫn xuất ở vị
trí 3:
H
N

H3C

O

+

H
N

(CH3CO)2O, CH3COOH

H 3C

100oC

O

Nitroeten tham gia phản ứng Michael với indole một cách dễ dàng mà không cần
đến xúc tác hay đun nóng:

H
N

H
N

NO2
+

NO2

Một số dẫn xuất của indole chứa nhóm trimetylsilyl ở vị trí 3 cũng phản ứng với
ketone hay nitrile α,β-không no:
CH3

CH3

N
+

CN

CH2Cl2

N

-HSi(CH3)3
Si(CH3)3

CN

 Phản ứng với muối điazoni
Indole tác dụng với benzenđiazoni clorua tạo ra những sản phẩm phức tạp. Nhưng
2-metylindole lại tham gia phản ứng azo hóa bình thường:


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

H
N
+

CH3

N

N

C6H5

H

N

- H+

CH3
N

N

C6H5

 Phản ứng với các gốc tự do
1-metylindole phản ứng với benzoyl peroxit sinh ra dẫn xuất 3-benzoyloxi:
CH3

CH3
N

N

(C6H5COO)2
C6H6, to

OCOC6H5

Nếu vị trí số 3 bị chiếm thì phản ứng sẽ xảy ra ở vị trí số 2
 Các phản ứng perixiclic và quang hóa
Liên kết đôi ở phần dị vòng trong phân từ indole có thể tham gia phản ứng cộng
đóng vòng:
SO2C6H5

MgBr

H
N

N

N
C6H6/ (C2H5)2O

H

H

H

SO2C6H5
MgBr

SO2C6H5

Nhờ tác dụng của tia UV, 1-metylindole cộng một phân tử dimetyl
axetilendicacboxylat tạo thành sản phẩm cộng trixiclic:
CH3

CH3

COOCH3

N

N

UV

+

H
COOCH3

H3COOC

H
COOCH3

 Các phản ứng oxi hóa - khử[5]
 Phản ứng oxi hóa
Indole dễ dàng tự oxy hóa bởi oxy, đầu tiên sinh ra một hidroperoxit, tiếp theo là
loại đi H2O2 để tạo indoxyl rồi đến quá trình dime hóa và sản phẩm cuối của quá
trình là indigo:
H
N

H
O2

O

N

N
O

H


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

Nối đôi ở vị trí 2-3 của indole có thể bị oxy hóa đứt ra và mở vòng bởi tác dụng của
ozon, natri periodat và nhiều tác nhân khác:
H
N

H
N

NaAlO4
CH3OH/ H2O

CH

O

CH3

CH3

O

 Phản ứng khử

Phản ứng khử indole có thể xảy ra ở vòng pirole hoặc vòng benzene hoặc cả hai tùy
theo chất khử và điều kiện phản ứng.
Khử indole bằng lithi hoặc natri trong amoniac lỏng có mặt ancol (phương pháp
Birch) cho hỗn hợp sản phẩm gồm 4,7-dihidroindole và 4,5,6,7-tetrahidroindole:
H
N

H
N

H
N

Li/ NH3

+

CH3OH

Phản ứng khử vòng pirole của indole có thể xảy ra khi dùng natri xianoborohidrua
NaB(CN)H3 là tác nhân bền trong môi trường acid:
H
N

H
N

NaB(CN)H3
CH3COOH

1.1.2 Các hợp chất chứa vòng indole và ứng dụng của chúng
Cấu trúc indole được phát hiện trong nhiều hệ thống sinh học bao gồm amino acid
tryptophan (là một trong những loại amino acid thiết yếu không thể thay thế trong
cơ thể con người), chất dẫn truyền thần kinh serotonin và hormone melatonin của
động vật có vú.[6]
• Tryptophan (ký hiệu Trp hoặc W)
Tryptophan là thành phần cấu trúc của nhiều protein cũng như tiền chất sinh tổng
hợp của serotonin, từ đó đóng vai trò là tiền chất của melatonin trong cơ thể động
vật:

H
N

H
N

H
N
H
NH3

NH2

HO

NH

H3CO

COO

Tryptophan

Serotonin

Melatonin

COCH3


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

Trong thực vật, tryptophan là cơ sở để tổng hợp auxin (acid indole-3-acetic)
triptamin:[3]

H
N

H
N
NH2

COOH
Tryptamin

Acid indole-3-acetic

Auxin là hormone kích thích sự tăng trưởng ở thực vật
• Serotonin đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành và duy trì tế bào thần
kinh, giấc ngủ, nhận thức, sự thèm ăn và tâm trạng, trong khi melatonin là một chất
sinh học tự nhiên gây ra và duy trì giấc ngủ, không những thế còn có tác dụng làm

chậm quá trình già nua và kéo dài tuổi thọ của bệnh nhân ung thư.[6]
Dị vòng indole cũng được phát hiện có mặt trong các alkaloid sinh học (indole tuy
có nhóm NH nhưng không được coi như là một alkaloid mà chỉ là thành phần của
các alkaloid đó)
• Vinca Alkaloids
Các alkaloid này được phân lập vào cuối những năm 1950 từ cây Madagasca
periwinkle và được công ty Eli Lilly đưa vào thị trường để điều trị một số loại ung
thư vào đầu những năm 1960. Cả hai hợp chất hoạt động bằng cách ức chế sự hình
thành vi ống thông qua liên kết với tubulin (đó là khối xây dựng cơ bản của vi ống),
và ngăn chặn sự kết tụ của chúng.[7]
N

OH
CH3

N
H

N

O
O

O

H
O

N

HO
Vinblastine

O
O

H
O


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

OH
N

C2H5

N
H

N

O
O

H
O

N
OHC

O
O

H
HO

C2H5

O

O

Vincristine

• Gramin và các dẫn xuất của tryptamin
Gramin hay 3-(dimetylaminomethyl)indole có trong một số hạt đang nảy mầm, là
sản phẩm trung gian trong quá trình sinh tổng hợp acid indolacetic, tryptamin và
triptophan.

H
N

N(CH3)2
Gramin

N,N-dimethyltryptamine là một thành phần củ cây rau Piptadenia peregrine, nó có
tính chất gây ảo giác[8]. Một số dẫn xuất khác của tryptamine như psilocin và
psilocybine là những alkaloid rất độc có trong một số loại nấm, cũng có tính chất
gây ảo giác, được thử nghiệm trên loài mèo[9]. Ngoài ra phải kể đến 2 dẫn xuất

hydroxy là serotonin (hormone truyền dẫn thần kinh) và bufotoxin (có trong da cóc
và một số loài nấm).

H
N
R3
R2

N
R1

Dẫn xuất
Tryptamin
N,N-Dimethyltryptamine
Serotonin
Bufotoxin

R4


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

Psilocin
Psilocybine
• Alkaloid dẫn xuất của yohimbine
Yohimbine được tìm thấy có trong thành phần vỏ cây Corynanthe yohimbeun cùng
với nhiều alkaloid khác, được phân lập lần đầu tiên năm 1900
H

N

H

N
H

OH
COOCH3

H

Yohimbine

Một alkaloid indole quan trọng là Reserpine được tìm thấy trong thành phần rễ cây
Rauwolfia của Ấn Độ và đã được R.B Woodward tổng hợp toàn phần từ năm
1960[10], Reserpine có tác dụng trong việc chữa bệnh về huyết áp, bệnh trầm cảm
chán nản Melancholia và hội chứng Parkinson[11, 12]
H

OR2

N
H

N
H

R1

H

OCH3
COOCH3

R2
3,4,5-trimethoxybenzoyl
3,4,5-trimethoxycinnamoyl
3,4,5-trimethoxybenzoyl
• Ellipticine và 9-methoxyellipticine có tác dụng chữa bệnh Hodgkin[3]
H3C

N

R
N
H

Dẫn xuất
Ellipticine
9-methoxyellipticine
• Phẩm nhuộm Inđigo

R
H
OCH3

CH3


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

Indigo là phẩm nhuộm thiên nhiên được biết từ lâu, có trong nhựa một số loài cây
họ chàm như Indigofera tinctoria, Poligonum tinctorium, Isatis tinctoria ... Cấu tạo
của Indigo được xác định từ năm 1880, đến năm 1882 thì tổng hợp thành công. Để
tách indigo từ thân và lá cây chàm, dùng phương pháp vi sinh dưới hình thức ủ cho
lên men, indican sẽ bị thủy phân để tạo indoxyl và glucose. Dưới tác dụng của oxi
không khí, indoxyl sẽ chuyển thành indigo[13]:
O

C6H11O5

OH

C

C

H 2O

+

CH

CH

N
H

N
H

indican

indoxyl

OH

O

C

C

-2 H2O

N
H

NH

C

+ O2

CH

N
H

C
C

O

indigo

indoxyl

• Các dược phẩm có vòng indole trong phân tử[3]
 Thuốc kháng viêm và điều trị thấp khớp: indomethacin
CH2COOH
H3CO
CH3
N
O
Cl

 Thuốc kháng sinh: paxilin
OH
N H 3C
H3C
H

O
O

C(CH3)2
OH

 Thuốc an thần: oxypertine
H 2C
H3CO

H3CO

N
H

H2
C N

N

C6H5

+

C6H12O6


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

 Thuốc chống trầm cảm: iprindole, tandamine
NH

N
H 2C

H2
CH3
C C N
H2
CH3

CH2CH3
N

CH3
H2 H2
C C N

Tandamine

CH3

Iprindole

 Thuốc chống nôn mửa trong quá trình điều trị ung thư: ondansetron
O

CH3
N

N

N
CH3

 Thuốc trị bệnh huyết áp cao: indoramin, pindolol
OH
CH2CH2

N

NHCOC6H5

OCH2CHCH2NHCH(CH3)2

N
H

N
H

Indoramin

Pindolol

1.2 Phản ứng Mannich
1.2.1 Cơ chế phản ứng
 Phản ứng tổng quát:
R1

CHO
H
N

H
N
+

R2 +

R1

Catalyst-free
EG, 55oC

H
N
R2

OCH3

N

H3CO

 Cơ chế phản ứng Mannich[14, 15]:
 Giai đoạn 1: Tạo Ion Iminium từ aldehyde và amine
 Giai đoạn 2: Phản ứng thế ái điện tử vào vị trí 3 của Indole


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

O
H

CHO

O H

O

H

N

EG

O

+

O

H
O

H
N

H

H

O

-

H
O
N

H

OH

N
CH

OCH3
OCH3
OCH3

OCH3

Ion Iminium

+
R1

H
N
R2

N

+ H 2O

-

R2

OH
H

N

O
H

H3CO

H

R1

OH

O

R1

N

H
N
R2

H
O
OCH3

1.2.2 Các công trình nghiên cứu và ứng dụng của phản ứng Mannich
Phản ứng Mannich là một phản ứng hữu cơ quan trọng được sử dụng khá phổ biến

trong việc hình thành liên kết C-C và C-N. Sản phẩm cuối của nó là base Mannich
đã thu hút ngày càng nhiều sự chú ý của các nhà hóa học do các hoạt tính sinh học
cụ thể của chúng như kháng virus, kháng khuẩn, kháng nấm, chất ức chế enzyme
acetylcholinesterase, chất chống oxy hóa, chất chống sinh trưởng của tế bào, thuốc
chống nôn mửa, thuốc chống viêm, thuốc giảm đau.[16, 17]
Năm 2018 phản ứng Mannich thu hút được nhiều sự chú ý và đã có khá nhiều các
bài báo, các bài báo cáo khoa học được công bố. Liang Hui-Xie và các cộng sự đã
thực hiện phản ứng giữa các dẫn xuất indole với nhiều loại imine vòng và công bố
điều kiện tối ưu của các phản ứng: dùng xúc tác MsOH, dung môi phản ứng
H2O/THF theo tỉ lệ 2:1, nhiệt độ phản ứng 40℃[16]; thu được các hợp chất có hoạt
tính như kháng thụ thể h5-HT2A, ức chế thụ thể CB1.


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

NH
MsOH
H2O/THF = 2:1

+
N
H

N

40oC, 36h

N
H

Shao-H và các cộng sự đã dùng phản ứng Mannich không đối xứng để tổng hợp các
dẫn xuất có tính chọn lọc lập thể của spiro[pyrrolidin-3,3’–oxiindoles][18],dùng xúc
tác Takemoto thiourea với dung môi phản ứng là dioxane, hiệu suất phản ứng có thể
lên đến 97% khi dùng các benzaldehyde để tránh hiện tượng trime hóa.Các dẫn xuất
thu được có hoạt tính sinh học như:
-

Ức chế tế bào ung thư vú MDA-MB-231
O

Bn

O

HN
O
O
N
H

2'-Benzyloxymethyl-5'-methyl-1Hspiro[indole-3,3'-pyrrolidin]-2-one

-

Ức chế sự tương tác p53-MDM2 của tế bào ung thư p53
O

N
NH

O
Cl

N
H

6-Chloro-2'-ethyl-2-oxo-4'-phenyl-1,2-dihydrospiro[indole-3,3'-pyrrolidine]-5'-carboxylic acid dimethylamide

Cũng trong năm 2018, Jakub Iwanejko và các cộng sự đã khảo sát phản ứng
Mannich giữa cyclohexanone, benzaldehyde, aniline và thu được sản phẩm
base Mannich độ chuyển hóa cao nhất lên đến 98% với điều kiện phản ứng:
dung môi là H2O, nhiệt độ phòng, xúc tác [S(CH2C6H4)Bi(OH2)]+[ClO4]
(5mol%)[19]:


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

H

O

O

+

NH2

O

HN

+

Năm 2012, Kumar và các cộng sự đã thực hiện phản ứng Mannich để tổng
hợp nên dẫn xuất thế của indole ở vị trí số 3 với các tác chất phản ứng
indole, amine bậc hai và benzaldehyde. Phản ứng được thực hiện ở điều kiện
không dung môi và nhiệt độ phòng với xúc tác là L-Proline. Tuy độ chuyển
hóa chỉ là 87% nhưng thu được sản phẩm mong muốn và không sinh ra bisindole[20]:

O

R1
R2
+

+
N
R

R1

R2

HN
R2

N
R2
N
R

Những nghiên cứu trong phần tổng quan về Indole và phản ứng Mannich đã
cho thấy những hoạt tính sinh học đa dạng của chúng, đặc biệt là khả năng
kháng ung thư, một đóng góp có ý nghĩa nhân văn to lớn cho nhân loại nói
chung và ngành khoa học nói riêng cũng như mở ra những hy vọng để điều
chế thêm nhiều loại thuốc chữa trị cho các bệnh nhân ung thư. Chính vì thế
chúng tôi đã quyết định nghiên cứu và thực hiện phản ứng Mannich giữa các
indole, 4-methoxybenzaldehyde và các amine vòng no với mong muốn thu
được các dẫn xuất mới có hoạt tính sinh học.

1.3 Thử nghiệm hoạt tính trên tế bào ung thư RD
1.3.1 Giới thiệu về bệnh ung thư và tình hình ung thư hiện nay
Ung thư là một danh từ chung để mô tả một nhóm các bệnh có sự thay đổi về sinh
sản, tăng trưởng và chức năng của tế bào. Các tế bào bình thường trở nên bất
thường (đột biến) và tăng sinh một cách không kiểm soát, xâm lấn các mô ở gần


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

(xâm lấn cục bộ) hay ở xa (di căn) qua hệ thống bạch huyết hay mạch máu. Di căn
chính là nguyên nhân gây tử vong chính của bệnh ung thư. Ung thư còn có thể gọi
với những thuật ngữ khác nhau như khối u ác tính hoặc tăng sinh ác tính (malignant
neoplasm). Bệnh ung thư có thể được phân loại như sau[21]:
-

Carcinoma (ung thư biểu mô): Là ung thư bắt nguồn trong da hoặc trong các
mô lót hay phủ các cơ quan bên trong. Ví dụ như ung thư da, ung thư cổ tử
cung, ung thư hậu môn, ung thư thực quản, ung thư thanh quản, ung thư gan,

-

ung thư thận, ung thư tuyến giáp, ung thư tinh hoàn, ung thư dạ dày.
Sarcoma (ung thư mô liên kết): Là ung thư bắt nguồn trong xương, sụn, mỡ,

-

cơ, mạch máu hay các mô liên kết khác.
Leukemia (bệnh bạch cầu hay “bệnh máu trắng”): Là ung thư bắt nguồn
trong mô tạo máu như tủy xương và sinh ra một số lượng lớn các tế bào máu

-

bất thường tiến vào dòng máu.
Lymphoa và Myeloma (u lympho bào, u tủy): Là ung thư bắt nguồn trong

-

các tế bào của hệ miễn dịch.
Ung thư hệ thần kinh trung ương: Là ung thư bắt nguồn trong các mô não và
tủy sống.

Sự tăng sinh một cách bất thường của tế bào là kết quả của sự tương tác giữa yếu tố
gen của một người với các yếu tố bên ngoài bao gồm:
-

Các yếu tố vật lý như bức xạ tia cực tím và ion hóa
Các chất hóa học gây ung thư như amiăng, các thành phần của khói thuốc lá
như nicotine, aflatoxin (chất gây ô nhiễm thức ăn), asen (chất gây ô nhiễm

-

nguồn nước sinh hoạt),...
Các tác nhân sinh học gây ung thư như virus, vi khuẩn, hoặc kí sinh trùng,...

Hiện nay bệnh ung thư được điều trị bằng các liệu pháp như phẫu trị, xạ trị, hóa trị
nhằm mục tiêu chăm sóc, giảm nhẹ và kéo dài tuổi thọ cho bệnh nhân hoặc có thể
chữa lành nếu phát hiện sớm. Các liệu pháp này có thể được dùng đơn lẻ hoặc phối
hợp với nhau tùy thuộc vào loại, vị trí khối u và thể trạng của bệnh nhân nhưng


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

quan trọng hơn cả là nâng cao chất lượng cuộc sống, hỗ trợ khích lệ về mặt tâm lý
cho người bệnh. Các liệu pháp phổ biến hiện nay là phẫu thuật và xạ trị.
Theo Tổ chức y tế Thế giới (WHO), ung thư đang trở thành nguyên nhân gây tử
vong hàng đầu trên thế giới. Trong năm 2018, số người mắc bệnh ung thư trên thế
giới gia tăng một cách nhanh chóng với 18.1 triệu ca mắc bệnh mới và có khoảng
9,6 triệu người trên thế giới đã tử vong. Số liệu trên được Cơ quan Quốc tế Nghiên
cứu ung thư (IARC) thuộc WHO công bố ngày 12/9/2018, dựa trên công trình
nghiên cứu thực hiện tại 185 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới. Con số này
tăng so với 14.1 triệu ca mắc bệnh mới và 8.2 triệu người tử vong vì ung thư trong
cuộc khảo sát gần nhất vào năm 2012. Cũng theo báo cáo của WHO cho biết ung
thư phổi, ung thư vú ở nữ giới và ung thư đại trực tràng là nguyên nhân gây ra 1/3
số trường hợp tử vong vì ung thư trên toàn cầu trong năm 2018. Cụ thể, ung thư
phổi là nguyên nhân khiến 1,8 triệu người tử vong – chiếm 18,4% trường hợp tử
vong vì ung thư trong năm 2018. Ung thư đại trực tràng là nguyên nhân gây tử vong
thứ hai, khiến 881.000 người tử vong, trong khi số người tử vong vì ung thư vú là
627.000 trường hợp. Số trường hợp có thể kéo dài tuổi thọ thêm 5 năm ước tính
khoảng 43.8 triệu người. Tại Việt Nam, trong năm 2018 có 165000 ca mắc mới với
tỉ lệ tử vong cao là 70% (tức 115000 ca), tính chung cho cả 2 giới có 5 loại ung thư

mắc nhiều nhất là: Ung thư gan với hơn 25000 ca (15.4%), ung thư phổi (14.4%),
ung thư dạ dày (10.6%), ung thư vú và ung thư đại tràng. Ở nam giới loại ung thư
phổ biến nhất là ung thư phổi (21.5%) còn ở nữ giới loại ung thư phổ biến nhất là
ung thư vú, ước tính trung bình mỗi năm có hơn 15000 phụ nữ Việt Nam mắc ung
thư vú.
1.3.2 Giới thiệu về ung thư màng tim
Tế bào RD có tên khoa học là Rhapdomyosarcoma, là tế bào cấu tạo nên màng tim
của con người. Khi các tế bào RD chịu ảnh hưởng từ các tác nhân vật lý, hóa học
hay các tác nhân sinh học thì chúng sẽ bị đột biến và tăng sinh một cách không
kiểm soát dẫn tới khối u ở huyết quản màng ngoài tim và có thể di căn tới các cơ


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

quan khác. Người bệnh tim đập nhanh, thở gấp, ho nhiều, không thể nằm thẳng.
Ung thư màng tim ác tính có thể gây ra chèn ép tim cấp và dẫn đến tử vong

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ
Bảng 2.1.1.a.1.1 Danh mục hóa chất
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12
13
14

Hóa chất
4-methoxy benzaldehyde
Pyrrolidine
Morpholine
1-methyl piperazine
Piperidine
Indole
5-Bromoindole
Indole-2-carboxylic acid
2-phenylindole
Ethylene glycol
Chloroform
Methanol
n-Hexane
Ethyl Acetate

Xuất xứ
Đức
Mỹ
Mỹ
Mỹ
Mỹ
Mỹ
Mỹ

Mỹ
Mỹ
Trung Quốc
Việt Nam
Việt Nam
Việt Nam
Việt Nam

Bảng 2.1.1.a.1.2 Danh mục các thiết bị và dụng cụ
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Thiết bị và dụng cụ
Bình cầu 1 cô cổ nhám 250 mL
Bình cầu 2 cổ cổ nhám 250, 100 mL
Becher 50, 100 mL
Erlen thủy tinh 250 mL
Bộ lọc hút chân không Buchner

Phễu lọc sứ
Bình lọc chân không
Pipet 1 mL, 2 mL, 5 mL, 10 mL
Ống sinh hàn
Cân kỹ thuật
Đèn soi UV
Máy khuấy từ gia nhiệt IKA
Tủ sấy chân không OV – 01

Xuất xứ
Đức
Đức
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Đức
Đức
Thụy Sĩ
Việt Nam
Đức
Đức


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

14
15
16

Đũa thủy tinh
Bản mỏng silicagel GF254 70-23 mesh
Ống mao quản

Trung Quốc
Đức
Trung Quốc

2.2 Phương pháp phân lập hợp chất hữu cơ
2.2.1 Sắc ký bản mỏng TLC
Sắc ký bản mỏng được thực hiện trên bản tráng sẵn 25 DC –Alufolien 60 F254
(Merck), chất trên bản mỏng sau khi được phân lập bằng hệ giải ly thích hợp sẽ
được quan sát bằng đèn UV ở hai bước sóng 254 nm và 365 nm hoặc dùng thuốc
thử bằng dung dịch H2SO4 10% trong ethanol được phun đều trên bản mỏng, sấy
khô từ từ cho đến khi hiện màu.
2.2.2 Rửa nhiều lần bằng dung môi
Nguyên tắc của phương pháp: chất có độ phân cực cao sẽ tan trong dung môi phân
cực và ngược lại. Rửa nhiều lần bằng dung môi để loại bỏ các tạp chất không mong
muốn, dung môi phù hợp để rửa là dung môi hòa tan được tạp chất nhưng không
hòa tan chất cần phân lập. Cần lựa chọn dung môi phù hợp với độ phân cực và độ
tan của chất trước khi tiến hành lọc rửa.

2.3 Xác định cấu trúc và một số tính chất của các hợp chất hữu cơ
a) Xác định nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ nóng chảy được đo trên máy Electrothermal IA 9000 series dùng mao
quản, nhiệt kế không hiệu chỉnh.
b) Xác định cấu trúc bằng phổ nghiệm
• Phổ hồng ngoại (FTIR): Tất cả các hợp chất đã tổng hợp được đo phổ hồng ngoại
trên máy FT – IR Bruker Tensor 27, với kỹ thuật viên nén KBr trong vùng 4000 –

400 cm-1, tại Viện Công nghệ Hóa Học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam.


KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

• Phổ HRMS: Khối phổ phân giải cao HRMS được đo trên máy X500RQTOF –
Sciex, tại Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ - Viện Hàn Lâm Khoa
Học và Công nghệ Việt Nam
• Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ( 1H-NMR, 13C-NMR): được đo trên máy AVANCE Ⅲ
HD, 1H-NMR được đo ở tần số 500 MHz và 13C-NMR được đo ở tần số 125 MHz
tại Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
• Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Sắc ký đồ giúp ta xác định độ sạch của các hợp
chất đã tổng hợp, được thực hiện trên máy HPLC 1200 series Agilent UV-Vis
detector, cột Zorbax SB – C18 (250 x 4.6mm) tại Viện Công nghệ Hóa học – Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
c) Xác định hoạt tính sinh học của các dẫn xuất đã tổng hợp (thực hiện tại
bộ môn Dược lý, Khoa Dược, Đại học Y – Dược TPHCM):

2.4 Quy trình làm thực nghiệm
Các dẫn xuất indole được tổng hợp từ 3 tác chất: Indole, aldehyde và amine
• Cách tiến hành chung cho các phản ứng
Cho 0.003 mol aldehyde, 0.006 amine và 4 mL EG vào bình cầu phản ứng. Giữ
nhiệt độ phản ứng ở 55℃. Cho 0.003 mol indole đã được hòa tan bằng dung môi
EG vào bình cầu phản ứng. Phản ứng được theo dõi bằng TLC trong hệ giải ly thích
hợp. Hỗn hợp sau phản ứng đem đi lọc để loại bỏ phần lỏng. Phần rắn được đem
sấy khô sau đó lọc rửa nhiều lần bằng nước và n-hexane. Sấy khô thu được sản
phẩm tinh khiết. Kiểm tra độ sạch của sản phẩm bằng sắc ký bản mỏng TLC và sắc
ký lỏng hiệu năng cao HPLC.

KHOA LUÂN TÔT NGHIÊP

0.006 mol Amine

EG

0.003 mol Indole hòa tan trong EG

0.003 mol Aldehyde

Khuấy

55oC

Ion
iminium

Khuấy

Loại phần lỏng
Rắn
Rửa nước

Rửa n-Hexane

Lọc, sấy

Sản phẩm