Tổng hợp và thử tác dụng kháng tế bào ung thư của một số dẫn chất 6benzylamino2phenyl quinazolin4on

BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI


XA THỊ PHƢƠNG THẢO

TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
KHÁNG TẾ BÀO UNG THƢ
CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
6-BENZYLAMINO-2-PHENYL
QUINAZOLIN-4-ON

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ

HÀ NỘI – 2019


BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

XA THỊ PHƢƠNG THẢO
Mã sinh viên: 1401569

TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
KHÁNG TẾ BÀO UNG THƢ
CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
6-BENZYLAMINO-2-PHENYL
QUINAZOLIN-4-ON
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ
Người hướng dẫn:
1. ThS. Hoàng Thu Trang

2. DS. Nguyễn Thị Lai
Nơi thực hiện:
1. Bộ môn Hóa Hữu cơ – Trƣờng
Đại học Dƣợc Hà Nội
2. Trung tâm nghiên cứu và phát
triển thuốc – Viện Hóa sinh biển
– Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam

HÀ NỘI – 2019


LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới ThS
Hoàng Thu Trang – Bộ môn Hóa Hữu cơ – Trường Đại học Dược Hà Nội và
DS Nguyễn Thị Lai – học viên cao học 22, những người thầy đã luôn tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Văn Thị Mỹ Huệ cùng tập thể cán bộ
giảng viên Bộ môn Hóa Hữu cơ – Trường Đại học Dược Hà Nội, TS Lê Nguyễn
Thành và các anh chị cán bộ Trung tâm nghiên cứu và phát triển thuốc – Viện
Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã luôn quan
tâm, động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình làm thực
nghiệm và hoàn thiện khóa luận.
Em xin bày tỏ sự biết ơn tới Ban giám hiệu, các thầy cô giáo giảng viên
nhà trường đã cho em nhiều hành trang tri thức và kinh nghiệm nghề nghiệp quý
báu trong suốt 5 năm học tập tại trường.
Cuối cùng, xin dành lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, người
thân - những người luôn là nguồn động viên rất lớn để em vượt qua mọi khó
khăn trong học tập và trong cuộc sống.

Hà Nội, ngày 16 tháng 5 năm 2019
Sinh viên

Xa Thị Phương Thảo


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................... 2
1.1. Hoạt tính kháng ung thƣ của các dẫn chất mang khung cấu trúc 2arylquinazolin-4-on ............................................................................................... 2
1.2. Các phƣơng pháp tổng hợp dẫn chất quinazolin-4(3H)-on................... 11
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 15
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị ............................................................................ 15
2.1.1. Nguyên vật liệu, hóa chất, dung môi ....................................................... 15
2.1.2. Thiết bị thí nghiệm ................................................................................... 16
2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 16
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................ 17
2.3.1. Phương pháp tổng hợp 6-benzylamino-2-phenylquinazolin-4-on........... 17
2.3.2. Phương pháp tinh chế và xác định cấu trúc ............................................. 17
2.3.3. Phương pháp xác định hoạt tính kháng tế bào ung thư ........................... 17
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .......................... 20
3.1. Tổng hợp hóa học ......................................................................................... 20
3.1.1. Tổng hợp chất trung gian 5-benzylamino-2-nitrobenzamid (2) .............. 20
3.1.2. Tổng hợp chất trung gian 2-amino-5-(benzylamino)benzamid (3) ......... 21
3.1.3. Tổng hợp các dẫn chất 6-benzylamino-2-phenylquinazolin-4-on (5a-c) 21
3.2. Kiểm tra độ tinh khiết và khẳng định cấu trúc......................................... 23

3.2.1. Kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng hợp được ................................. 23
3.2.2. Khẳng định cấu trúc ................................................................................. 24
3.3. Thử hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ ........................................................ 28
3.4.1. Về tổng hợp hóa học ................................................................................ 29
3.4.2. Về khẳng định cấu trúc ............................................................................ 32
3.4.3. Về hoạt tính kháng tế bào ung thư ........................................................... 36
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................ 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ar

Aryl

ATCC

The American Type Culture Collection

Bu

Butyl

Bz

Benzyl

13

Carbon-13 nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt

C-NMR

nhân 13C)
CTPT

Công thức phân tử

D

Doublet

Đ.v.C

Đơn vị carbon

DMAC

N,N-Dimethyl acetamid

DMF

Dimethyl formamid

DMSO

Dimethyl sulfoxid

EC50

50% Effective concentration (Nồng độ có tác dụng với 50% cá
thể)

Et

Ethyl

EtOAc

Ethylacetat

EtOH

Ethanol

HE

n-Hexan

1

Proton nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

H-NMR

proton)
IC50

Half maximal inhibitory concentration (Nồng độ ức chế 50%)

IR

Infrared Spectrometry (Phổ hồng ngoại)

J

Hằng số tương tác spin-spin

KLPT

Khối lượng phân tử

KSP

Kinesin spindle protein (Protein cấu trúc thoi vô sắc Kinesin)

M

Multiplet

Me

Methyl

MS

Mass spectrometry (Phổ khối lượng)

MTT

3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyltetrazolium bromid

S

Singlet

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

SN

Phản ứng thế nucleophin

t

Triplet

Than ht

Than hoạt tính

Topo

Topoisomerase

TK

Tyrosine kinase

TNKS

Tankyrase

Tonc

Nhiệt độ nóng chảy

TP

Thymidine phosphorylase

UV

Ultraviolet (Tia tử ngoại)

δ (ppm)

Độ chuyển dịch hóa học (phần triệu)


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1

Một số hoạt chất điều trị ung thư mang khung cấu trúc

3

quinazolin-4-on
Bảng 1.2

Độc

tính

của

các

dẫn

chất

6-pyrrolidinyl-2-(2

5

substitutedphenyl)quinazolin-4-on và JJC-1
Bảng 1.3

Độc tính một số dẫn chất 2-arylquinazolinon trên dòng tế

9

bào HeLa
Bảng 1.4

Độc tính của dẫn chất 6-diethylaminoquinazolin-4(3H)-on

10

Bảng 1.5

Độc tính của các hợp chất 6-butylamino-2-arylquinazolin-4-

11

on
Bảng 2.1

Nguyên vật liệu, hóa chất, dung môi dùng trong nghiên cứu

15

Bảng 3.1

Kết quả tổng hợp các dẫn chất 6-benzylamino-2

23

arylquinazolin-4-on
Bảng 3.2

Giá trị Rf và Tonc của các hợp chất 5a-c

24

Bảng 3.3

Số liệu phổ 1H-NMR của các dẫn chất 5a-c

25

Bảng 3.4

Số liệu phổ 13C-NMR của các dẫn chất 5a-c

26

Bảng 3.5

Số liệu phổ IR của các dẫn chất 5a-c

27

Bảng 3.6

Số liệu phổ MS của các dẫn chất 5a-c

28

Bảng 3.7

Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất 5a và

28

5b
Bảng 3.8

Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất 5c

29

Bảng 3.9

Kết quả thử hoạt tính kháng ung thư của các chất 5a và 5b

37

Bảng 3.10

Kết quả thử hoạt tính kháng ung thư của các chất 5c

37


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1

Khung cấu trúc 2-arylquinazolin-4-on

2

Hình 1.2

Cấu trúc của một số alkaloid mang khung quinazolin-4-on

2

Hình 1.3

Dẫn xuất 2-styrylquinazolin-4(3H)-on

4

Hình 1.4

2-aryl-7-floro-6-(4-methyl-1-piperazinyl)quinazolin-4-on và

5

dẫn chất
Hình 1.5

Dẫn chất 2-arylquinazolin-4-on hướng ức chế tankyrase

6

Hình 1.6

Dẫn chất 2-arylquinazolin-4(3H)-on

6

Hình 1.7

Dẫn chất 2-(furan-2-yl) quinazolin-4-on

7

Hình 1.8

Dẫn chất 2-phenylquinazolin-4-on

8

Hình 1.9

Liên quan cấu trúc – tác dụng của 2-arylquinazolin-4-on.

9

SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 1.1

Thiết kế các dẫn chất 2-arylquinazolin-4-on dựa trên

8

phương pháp nhóm thế đẳng cấu sinh học
Sơ đồ 1.2

Tổng hợp Niementowski

11

Sơ đồ 1.3

Phản ứng cải tiến phương pháp tổng hợp Niementowski

12

Sơ đồ 1.4

Phản ứng tổng hợp của Hour M. J. và cộng sự

12

Sơ đồ 1.5

Phương pháp tổng hợp sử dụng xúc tác InCl3/MeCN ở

13

nhiệt độ phòng
Sơ đồ 1.6

Phương pháp tổng hợp của Raid J. Abdel-Jalil cùng cộng

13

sự

Sơ đồ 1.7

Phương pháp tổng hợp trong nghiên cứu của Nanda D.

13

Paul
Sơ đồ 1.8

Phương pháp tổng hợp trong nghiên cứu của Wu cùng

14


cộng sự
Sơ đồ 1.9

Phản ứng giữa 2‑halobenzamid và nitril

14

Sơ đồ 1.10

Tổng hợp quinazolin-4(3H)-on đi từ N-arylamidin

14

Sơ đồ 3.1

Quy trình tổng hợp các dẫn chất 6-benzylamino-2-

20

phenylquinazolin-4-on


ĐẶT VẤN ĐỀ
Tỉ lệ mắc và tử vong do bệnh lí ung thư đang gia tăng nhanh chóng trên
toàn cầu trong thời gian gần đây. Theo ước tính GLOBOCAN của Cơ quan
nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC), năm 2018 có khoảng 18,1 triệu ca mắc mới
và 9,6 triệu ca tử vong do ung thư [41]. Tại Việt Nam, số trường hợp mắc mới
ung thư năm 2012 là 125 000 người [12] và đã tăng lên gần 165 000 người vào
năm 2018, với tỉ lệ mắc 151,4/100 000 dân [41]. Ung thư trở thành gánh nặng và
là rào cản lớn để nâng cao tuổi thọ ở mọi quốc gia trên toàn cầu vào thế kỉ XXI.
Do đó, nghiên cứu và phát triển các thuốc điều trị ung thư đang thu hút sự quan
tâm của nhiều nhà khoa học để tìm ra các thuốc có hiệu quả điều trị cao.
Trong quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc điều trị ung thư mới, các
hợp chất mang khung cấu trúc quinazolinon rất được quan tâm do có hoạt tính
kháng ung thư tốt [9], [13], [34]. Do vậy, khung hợp chất này mở ra nhiều triển
vọng trong nghiên cứu phát triển thuốc kháng tế bào ung thư mới có hiệu quả
cao. Trong nhiều nghiên cứu, dãy hợp chất 2-arylquinazolin-4-on cho thấy khả
năng kháng tế bào ung thư tiềm năng [3], [21], [42]. Mở rộng nghiên cứu về các
hợp chất 2-arylquinazolin-4-on, các dẫn chất mang nhóm thế 6-alkylamino như
6-diethylamino, 6-butylamino, 6-pyrrolidinyl… được tổng hợp đã chứng minh
hoạt tính kháng tế bào ung thư tương đối tốt trên một số dòng tế bào thử nghiệm
[1], [2], [3], [4], [18], [32].
Tiếp nối kết quả của những nghiên cứu trước đây, nghiên cứu “Tổng hợp
và thử tác dụng kháng tế bào ung thƣ của một số dẫn chất 6-benzylamino2-phenylquinazolin-4-on” được tiến hành với 2 mục tiêu:
1. Tổng hợp được một số dẫn chất 6-benzylamino-2-phenylquinazolin-4-on.
2. Thử hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất tổng hợp được trên một số

dòng tế bào ung thư người.

-1-


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

Hoạt tính kháng ung thƣ của các dẫn chất mang khung cấu trúc 2arylquinazolin-4-on
Quinazolin-4-on là một dẫn chất của quinazolin với nhóm thế oxo ở vị trí

số 4. Khung cấu trúc này có mặt trong nhiều hợp chất thiên nhiên và trong tổng
hợp hóa học. Dẫn chất 2-arylquinazolin-4-on mang khung cấu trúc quinazolin-4on với nhóm thế aryl ở vị trí số 2.

Hình 1.1. Khung cấu trúc 2-arylquinazolin-4-on
Nhiều hợp chất thiên nhiên mang khung cấu trúc quinazolin-4-on được
tìm thấy ở hàng trăm loài thực vật khác nhau [22], [25], [36]. Một số hợp chất có
hoạt tính sinh học có thể kể đến như febrifugin được phân lập từ cây Dichroa
febrifuga dùng điều trị sốt rét có hiệu quả hay các luotonin được phân lập từ loài
Peganum nigellastrum Bunge (Zygophyllaceae) có tác dụng tốt trong điều trị
bệnh thấp khớp, chống viêm, đặc biệt luotonin A có hoạt tính gây độc tế bào
trong một số công bố gần đây [14], [29], [36], [38] (Hình 1.2)

Hình 1.2. Cấu trúc của một số alkaloid mang khung quinazolin-4-on
Khung cấu trúc quinazolin-4-on đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu của
các nhà khoa học do cấu trúc tương đối đơn giản và một số hợp chất mang
khung cấu trúc này thể hoạt tính kháng tế bào ung thư tiềm năng [1], [2], [3], [4],
-2-

[14], [18], [21], [32], [42] . Các hợp chất này ức chế tế bào ung thư theo nhiều
cơ chế khác nhau như ức chế KSP [26], thymidylat synthase [39], tankyrase [31],
ức chế sự polyme hóa tubulin [17], [18], [19], ức chế topoisomerase [21]…. Một
số hợp chất đã được đưa vào thử nghiệm lâm sàng và phát triển thành thuốc điều
trị ung thư có hiệu quả (Bảng 1.1).
Bảng 1.1.Một số hoạt chất điều trị ung thư mang khung cấu trúc quinazolin-4-on.
Tên hoạt chất

Cấu trúc hóa học – tác dụng

Ispinesib

Ức chế KSP [26]

Nolatrexed
Ức chế thymidylat synthase [39]

Raltitrexed
Ức chế dihydrofolat reductase [39]
Bên cạnh các hoạt chất đang thử nghiệm lâm sàng và đã được đưa vào
điều trị, nhiều nghiên cứu vẫn tiếp tục tìm kiếm các hợp chất mang khung cấu
trúc quinazolin-4-on hướng tác dụng kháng ung thư với mong muốn tìm kiếm
các hợp chất có hoạt tính cao.
Nhóm các nhà khoa học tại Mĩ đã công bố kết quả nghiên cứu về khả
năng ức chế sự polyme hóa tubulin và ức chế sinh trưởng tế bào bạch cầu chuột
(L1210) của các hợp chất 2-styrylquinazolin-4(3H)-on đã tổng hợp được. Phần
lớn các dẫn chất đều có hoạt tính tương đối mạnh trên thử nghiệm in vitro và
-3-

cho thấy khả năng ức chế sự polyme hóa tubulin. Trong đó chất Ia cho thấy hoạt
tính ức chế polyme hóa tubulin và L1210 mạnh nhất với giá trị IC50 lần lượt là
2,0 ± 0,4 μM và 0,001 μg/mL [19]. (Hình 1.3).

Hình 1.3. Dẫn chất 2-styrylquinazolin-4(3H)-on
Năm 2000, Mann-Jen Hour cùng các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu
tổng hợp và đánh giá hoạt tính kháng ung thư của dẫn chất 2-phenylquinazolin4-on. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng ung thư cũng như khả năng ức chế sự
polyme hóa tubulin cho thấy 5 dẫn chất 2-phenylquinazolin-4-on với các nhóm
thế ở vị trí số 6 cho khả năng gây độc tế bào đáng kể trên một số dòng tế bào
ung thư với giá trị EC50 trong khoảng từ μM đến nM. Trong đó 2-(3’methoxyphenyl)-6-pyrrolidinylquinazolin-4-on có hoạt tính ức chế tubulin mạnh
nhất, hoạt tính tương đương với colchicin, podophyllotoxin và combretastatin A4 [17].
Sử dụng 2-(3’-methoxyphenyl)-6-pyrrolidinylquinazolin-4-on (JJC-1) là
chất dẫn đường, nhóm nghiên cứu trên đã thiết kế tổng hợp các dẫn xuất 6pyrrolidinyl-2-(2-substituted phenyl)quinazolin-4-on và thử độc tính trên 6 dòng
tế bào ung thư. Kết quả cho thấy các dẫn chất có độc tính đáng kể đối với các
dòng tế bào máu (U937 và WEHI-3) với giá trị EC50 từ 0,3 – 10,10 μM tuy
nhiên ít có độc tính trên các dòng tế bào gan (Hep-G2, Hep-3B) và phổi (A549,
CH27). Tác giả nhận thấy các nhóm thế ở vị trí số 2 của vòng thế phenyl như -F,
-Cl, -Br, -OCF3, -OH và -OCH3 cho độc tính tương đương JJC-1 trên dòng tế
bào U937 và mạnh gấp nhiều chất dẫn đường lần trên dòng tế bào WEHI-3 [18]
(Bảng 1.2)
Bảng 1.2. Độc tính của các dẫn chất 6-pyrrolidinyl-2-(2substitutedphenyl)quinazolin-4-on và JJC-1
-4-


Giá trị IC50 (μM)

Hợp chất
R2’

6-pyrrolidinyl-2-(2substitutedphenyl)quinazolin-4-on

U937

WEHI-3

-F

0,51

0,75

-Cl

0,48

0,54

-Br

0,45

0,89

-OCF3

0,38

0,59

-OH

0,40

0,30

-OCH3

0,35

0,47

0,34

8,89

Năm 2005, Voelter cùng cộng sự đã tiến hành tổng hợp một dãy các hợp
chất mang khung 2-aryl-7-floro-6-(4-methyl-1-piperazinyl)quinazolin-4(3H)-on
và đánh giá hoạt tính kháng ung thư trên 3 dòng thế bào ung thư gồm MCF-7
(vú), NCI-H460 (phổi) và SF-268 (thần kinh). Kết quả cho thấy, 3 trong số 8
hợp chất tổng hợp được có hoạt tính kháng ung thư tốt trong đó hợp chất IIa có
hoạt tính chọn lọc trên dòng tế bào ung thư phổi (NCI-H460) với khả năng phát
triển của tế bào ung thư sau thử nghiệm với hợp chất này là 1%, hợp chất IIb
cho hoạt tính kháng ung thư tốt trên cả 3 dòng tế bào [5] (Hình 1.4)

Hình 1.4. 2-aryl-7-floro-6-(4-methyl-1-piperazinyl)quinazolin-4-on và dẫn chất
Nhóm nghiên cứu của Michael D. Threadgill tại Đại học Bath - Vương
quốc Anh đã sử dụng XAV939 – một chất có khả năng ức chế mạnh tankyrase
(TNKS) (với TNKS-1 IC50 = 11 nM và TNKS-2 IC50 = 4 nM) là chất dẫn đường,
nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính kháng ung thư của các hợp chất mang
-5-

khung 2-arylquinazolin-4-on hướng ức chế tankyrase - một poly(ADPribose)polymerases (PARPs) được biểu hiện quá mức trong một số bệnh lí ung
thư trên lâm sàng. Các hợp chất tổng hợp được đều có hoạt tính tương đối mạnh
và chọn lọc trên TNKS. 4 trong số các hợp chất đã tổng hợp mang nhóm thế 2phenyl cho thấy khả năng ức chế mạnh TNKS-2 với IC50 từ 3,3 đến 6,7 nM [31]
(Hình 1.5).

Hình 1.5. Dẫn chất 2-arylquinazolin-4-on hướng ức chế tankyrase
Trong một nghiên cứu khác, Khalid Mohammed Khan, M. Iqbal
Choudhary cùng cộng sự đã tổng hợp các hợp chất 2-arylquinazolin-4(3H)-on và
đánh giá khả năng ức chế thymidine phosphorylase (TP) – một enzyme đóng vai
trò quan trọng trong một số bệnh lí, trong đó có vai trò trong tạo mạch khối u
(tumor angiogenesis). 6 trong số 25 hợp chất tổng hợp được có hoạt tính ức chế
TP, trong đó chất III với nhóm thế 2-(3,4-dihydroxyphenyl) có hoạt tính mạnh
nhất (IC50 = 42.9 ± 1.0 μM), tương đương với chất đối chứng 7-deazaxanthin
(IC50 = 41.0 ± 1.63 μM) [20] (Hình 1.6)

Hình 1.6. Dẫn chất 2-arylquinazolin-4(3H)-on
-6-


Năm 2015, Marwa F. Ahmed và Amany Belal đã thiết kế nghiên cứu tổng
hợp các hợp chất 2-(furan-2-yl)quinazolin-4-on và đánh giá hoạt tính kháng tế
bào ung thư trên 3 dòng tế bào Hep-G2, HCT116, và MCF-7 theo phương pháp
sulforhodamine-B (SRB) với chất đối chứng chuẩn là doxorubicin. Kết quả cho
thấy, hầu hết các hợp chất tổng hợp được đều có khả năng gây độc tế bào mạnh
trên các dòng tế bào. Đặc biệt IVa và Va có hoạt tính mạnh trên dòng tế bào
Hep-G2, IVa có khả năng chọn lọc trên dòng tế bào MCF-7 và IVb, IVc, Vb có
tác dụng chủ yếu trên dòng tế bào HCT116 với các giá trị IC50 thấp hơn 10 nM.
Các hợp chất này tiếp tục được đem đánh giá khả năng ức chế EGFR tyrosine

kinase (EGFR-TK) với chất đối chứng chuẩn là erlotinib trong đó IVb có khả
năng ức chế mạnh nhất (84%) [7] (Hình 1.7)
IVa:

IC50 = 8,31 ± 0,29 nM

Ar = 2-HO-C6H4-

(Hep-G2)
IC50 = 6,49 ± 0,28 nM (MCF-7)

IVb: Ar = C6H5-

IC50 = 7,67 ± 0,97 nM
(HCT116)
IC50 = 6,63 ± 0,18 nM

IVc:

Ar = 2-MeO-C6H4- (HCT116)
Va: R = -OMe

IC50 = 8,51 ± 0,2 nM (Hep-G2)

Ar = 4-MeO-C6H4
Vb: R = H

IC50 = 2,86 ± 0,43 nM

Ar = C6H5-

(HCT116)

Hình 1.7. Dẫn chất 2-(furan-2-yl) quinazolin-4-on
Gần đây, nhóm nghiên cứu của Mohamed F. Zayed và các cộng sự đã
tổng hợp các dẫn chất mang khung cấu trúc 2-phenylquinazolin-4-on kết hợp
với các L-amino acid. Các hợp chất được thử nghiệm hoạt tính kháng tế bào ung
-7-


thư trên 2 dòng tế bào MCF-7 và MDA-MB-231 đều cho hoạt tính tốt, đặc biệt
VIa cho hoạt tính tốt trên dòng tế bào MCF-7 (IC50 = 0,44 ± 0,01μM) và VIb có
hoạt tính nổi trội trên dòng tế bào MDA-MB-231 (IC50 = 0,43 ± 0,02μM) so với
erlotinib đối chứng [44] (Hình 1.8)

Hình 1.8. Dẫn chất 2-phenylquinazolin-4-on
Tại Việt Nam nhiều nghiên cứu cũng đã được tiến hành để tổng hợp và
đánh giá hoạt tính kháng ung thư của nhóm hợp mang khung cấu trúc 2arylquinazolin-4-on.
Năm 2014, nghiên cứu của Nguyễn Thị Huyền đã tổng hợp các hợp chất
2-arylquinazolin-4-on sử dụng phương pháp nhóm thế đẳng cấu sinh học trong
thiết kế thuốc để phát triển cấu trúc hóa học của dẫn chất 3-arylisoquinolinon.
Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư trên 4 dòng tế bào cho thấy 9/14
chất tổng hợp được có hoạt tính sinh học trên cả 4 dòng tế bào và phát hiện hợp
chất mang nhóm thế 6-dimethylamino và 2-naphtalen-1-yl có hoạt tính kháng tế
bào ung thư rất tốt với IC50 trên các dòng tế bào KB, Hep-G2, LU và MCF-7 lần
lượt là 0,051 μg/mL; 0,096 μg/mL; 0,125 μg/mL và 0,5 μg/mL [4] (Sơ đồ 1.1)

Sơ đồ 1.1. Thiết kế các dẫn chất 2-arylquinazolin-4-on dựa trên phương pháp
nhóm thế đẳng cấu sinh học
Tiếp đó, nhóm nghiên cứu của Khadka, Lê Nguyễn Thành, Văn Thị Mỹ

Huệ cùng các đồng nghiệp đã tiến hành thiết kế, tổng hợp, đánh giá khả năng
-8-


gây độc tế bào và ức chế topoisomerase của các hợp chất mang khung cấu trúc
2-arylquinazolinon. Các tác giả nhận thấy, 2-arylquinazolinon có khả năng ức
chế topoisomerase-I có hiệu quả hơn trên topoisomerase-IIα. Kết quả thử hoạt
tính gây độc tế bào cho thấy, các hợp chất mang nhóm thế 7-methyl cho hoạt
tính tốt hơn các hợp chất với nhóm thế 6-methyl và hợp chất 6-aminoquinazolin4-on cho thấy khả năng gây độc tế mạnh nhất, chủ yếu chọn lọc trên dòng tế bào
HeLa với IC50 0.004 - 0.33μM. Đặc biệt các tác giả nhận thấy có mối tương
quan giữa độc tính và khả năng ức chế topoisomerase của các hợp chất 6aminoquinazolinon, có thể nhóm amino đã giúp cải thiện độ tan của hợp chất do
đó ảnh hưởng tới đặc tính dược lí của phân tử [21] (Hình 1.9 và Bảng 1.3).

Khả năng ức chế Topo I >> Topo II

Độc tính:
6-Me < 7-Me << 6-amino
Hình 1.9. Liên quan cấu trúc – tác dụng của 2-arylquinazolin-4-on
Bảng 1.3. Độc tính một số dẫn chất 2-arylquinazolinon trên dòng tế bào HeLa
Chất

R1

R2

R3

R4

Giá trị IC50 (μM)

H

-NEt2

-CF3

H

0.1 ± 0.00

H

-NEt2

-NMe2

H

0.07 ± 0.00

H

-NEt2

-OCF3

H

0.04 ± 0.01

Tiếp đó, nhóm nghiên cứu của Lê Nguyễn Thành cùng đồng nghiệp đã
thiết kế và tổng hợp các hợp chất 6-diethylaminoquinazolin-4(3H)-on với các
nhóm thế cồng kềnh ở vị trí C2 nhằm mục đích che lấp các khoảng trống liên kết
-9-


trong phức hợp topoisomerase (topo) I – DNA. Các hợp chất tổng hợp được đem
thử hoạt tính kháng tế bào ung thư trên 4 dòng KB, Hep-G2, LU-1 và MCF-7
với chất đối chứng chuẩn là ellipticin. Các hợp chất đều có hoạt tính trên các
dòng tế bào ung thư, trong đó quinazolinon VII cho khả năng gây độc tế bào
mạnh nhất trên cả 4 dòng tế bào với IC50 0,02 – 0,08 μM mạnh gấp nhiều lần
ellipticin (Bảng 1.4)
Bảng 1.4. Độc tính của dẫn chất 6-diethylaminoquinazolin-4(3H)-on
Giá trị IC50 (μM)

Chất

0,02 (KB)
0,07 (Hep-G2)
0,08 (LU-1)
0,07 (MCF-7)

Các tác giả nhận thấy các nhóm thế ở vị trí ortho trên vòng thế aryl có khả
năng tạo liên kết hidro cần thiết cho độc tính của hợp chất [32].
Tiếp nối hướng nghiên cứu trên, năm 2018, khóa luận tốt nghiệp dược sĩ
đại học của Hoàng Phương Thúy và Trần Minh Huệ đã thay thế nhóm thế 6diethylamino bằng nhóm thế 6-butylamino, tiến hành tổng hợp các hợp chất 6butylamino-2-arylquinazolin-4-on và thử hoạt tính kháng ung thư trên 2 dòng tế
bào KB và Hep-G2. Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thư cho thấy các
hợp chất tổng hợp được hầu hết có hoạt tính trên cả 2 dòng tế bào. Đặc biệt, các
nghiên cứu đã phát hiện 4 hợp chất có hoạt tính mạnh gấp nhiều lần ellipticin

đối chứng [2], [3] (Bảng 1.5).
Bảng 1.5. Độc tính của các hợp chất 6-butylamino-2-arylquinazolin-4-on

- 10 -


Ar

Giá trị IC50 (μg/mL)
KB

Hep-G2

0,044

0,037

Ar

Giá trị IC50 (μg/mL)
KB

Hep-G2

0,047

0,038

0,042

0,044

0,036

0,035

Các nghiên cứu trên đã chứng tỏ hợp chất quinazolin-4-on với nhóm thế
amino ở vị trí số 6 và 2-phenyl có hoạt tính kháng tế bào ung thư tiềm năng và
cơ chế kháng tế bào ung thư đa dạng. Do vậy, nhóm nghiên cứu tiếp tục theo
hướng nghiên cứu này với định hướng thay thế các nhóm thế 6-alkylamino bằng
nhóm thế 6-benzylamino - một nhóm thế hút điện tử và cồng kềnh hơn tại vị trí
số 6 trên vòng quinazolin-4-on, tiến hành tổng hợp và thử hoạt tính gây độc tế
bào nhằm mục đích tìm ra các hợp chất có hoạt tính kháng tế bào ung thư mạnh.
1.2.

Các phƣơng pháp tổng hợp dẫn chất quinazolin-4(3H)-on
Năm 1869, lần đầu tiên Griess tổng hợp thành công hợp chất mang khung

cấu trúc quinazolin-4(3H)-on đi từ nguyên liệu ban đầu là acid anthranilic và
cyanid trong ethanol [38]. Thành công này đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu về
tổng hợp khung cấu trúc quinazolin-4-on với nhiều phương pháp lí thú và đa
dạng.
1.2.1. Phương pháp tổng hợp Niementowski
Phương pháp này được Niementowski tiến hành bằng cách đun nóng acid
anthranilic với một lượng dư formamid ở 120oC. Sản phẩm được tạo thành đi
qua trung gian o-amidobenzamid [38] (Sơ đồ 1.2).

Sơ đồ 1.2. Tổng hợp Niementowski
- 11 -

Ngoài ra, một số tác giả còn cải tiến phương pháp tổng hợp Niementowski
bằng cách đun nóng acid N – acylanthranilic với một lượng dư formamid ở
nhiều điều kiện nhiệt độ khác nhau tạo sản phẩm thế 2- substitutedquinazolin-4on [16] (Sơ đồ 1.3).

Sơ đồ 1.3. Phản ứng cải tiến phương pháp tổng hợp Niementowski
Năm 2000, Besson cùng cộng sự đã sử dụng kĩ thuật vi sóng để tổng hợp
các hợp chất mang khung cấu trúc quinazolin-4-on theo phương pháp của
Niementowski. Các sản phẩm tạo thành cho hiệu suất khá cao, từ 75 – 90% với
thời gian phản ứng trung bình 20 phút, rút ngắn so với phương pháp cổ điển
trước đây [8], [15].
1.2.2. Phản ứng đi từ anthranilamid
Nhóm nghiên cứu của Mann-Jen Hour đã tổng hợp các hợp chất 2phenylquinazolin-4(3H)-on bằng phản ứng ngưng tụ giữa anthranilamid với các
aldehyd khác nhau. Hỗn hợp được tiến hành ở 150oC với xúc tác NaHSO3 trong
dung môi dimethylacetamid (DMAC) trong 2 giờ, hiệu suất phản ứng 30 – 95%
[18] (Sơ đồ 1.4).

Sơ đồ 1.4. Phản ứng tổng hợp của Hour M. J. và cộng sự
Naveen Mulakayala cùng đồng nghiệp đã sử dụng xúc tác InCl3/MeCN để
tiến hành phản ứng tổng hợp 2-arylquinazolin-4-on ở điều kiện nhiệt độ phòng
(rt - room temperature). Các sản phẩm được tạo thành với hiệu suất cao (87 –
94%) trong thời gian khoảng 1 giờ [30] (Sơ đồ 1.5).

- 12 -


Sơ đồ 1.5.Phương pháp tổng hợp sử dụng xúc tác InCl3/MeCN ở nhiệt độ phòng.
Trong một nghiên cứu khác, nhóm nghiên cứu của Raid J. Abdel-Jalil đã
tiến hành ngưng tụ anthranilamid với các benzaldehyd với sự có mặt của CuCl2.
Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu trong vòng 2 – 3 giờ cho hiệu suất 79 –

88%. Phương pháp này tương đối đơn giản và dễ thực hiện [6] (Sơ đồ 1.6).

Sơ đồ 1.6. Phương pháp tổng hợp của Raid J. Abdel-Jalil cùng cộng sự
Năm 2017, Nanda D. Paul cùng nhóm nghiên cứu đã tiến hành tổng hợp
các hợp chất quinazolin-4(3H)-on bằng phản ứng giữa anthranilamid với alcol
trong xúc tác tetramethyltetraaza[14]annulen (MeTAA). Phản ứng giữa
anthranilamid với alcol benzylic khác nhau cho hiệu suất trên 50%. Sản phẩm
phụ của phản ứng gồm H2 và H2O [33] (Sơ đồ 1.7).

Sơ đồ 1.7. Phương pháp tổng hợp trong nghiên cứu của Nanda D. Paul
Trong một nghiên cứu khác, Wu cùng một số tác giả đã tổng hợp
quinazolin-4-on từ anthranilamid với alcol với xúc tác ZnI2, tert-butyl
hydroperoxyd (TBHP) trong dung môi DMSO. Sản phẩm tạo thành với hiệu
suất cao. Khi thay thế alcol benzylic bằng benzaldehyd, phản ứng tiến hành với
dung môi nước và cũng đạt hiệu suất cao [22] (Sơ đồ 1.8).

- 13 -


Sơ đồ 1.8. Phương pháp tổng hợp trong nghiên cứu của Wu cùng cộng sự.
1.2.3. Phản ứng giữa 2‑halobenzamid và nitril
Ming Bao và cộng sự đã tổng hợp quinazolin-4(3H)-on đi từ
2‑halobenzamid và nitril sử dụng xúc tác là Cu(OAc)2 – một acid Lewis. Phản
ứng xảy ra theo cơ chế SNAr nội phân tử với sự có mặt của base t-BuOK trong
BuOH cho hiệu suất phản ứng khá cao lên tới 80% [43] (Sơ đồ 1.9).

Sơ đồ 1.9. Phản ứng giữa 2‑halobenzamid và nitril
1.2.4. Phản ứng đi từ N-arylamidin
Nhóm nghiên cứu của Zhu đã công bố kết quả nghiên cứu phản ứng tổng
hợp quinazolin-4(3H)-on đi từ N-arylamidin. Phản ứng được thực hiện với sự có

mặt của CuO đóng vai trò là tác nhân oxi hóa CO trong điều kiện khí quyển,
dung môi AcOH và xúc tác Pd(OAc)2 10 mol % cho sản phẩm 2-aryl (alkyl)
quinazolin-4(3H)-on với hiệu suất khá tốt 53 – 81% [28] (Sơ đồ 1.10).

Sơ đồ 1.10. Tổng hợp quinazolin-4(3H)-on đi từ N-arylamidin

- 14 -


CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.

Nguyên vật liệu, thiết bị

2.1.1. Nguyên vật liệu, hóa chất, dung môi
Hóa chất sử dụng trong quá trình thực nghiệm có xuất xứ từ Việt Nam,
Trung Quốc và các công ty hóa chất như Aldrich, Merck,... Các hóa chất này
được sử dụng trực tiếp không qua tinh chế thêm và được trình bày ở Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất, dung môi dùng trong nghiên cứu
TT

Nguyên liệu

Xuất xứ

TT

Nguyên liệu

Xuất xứ

1

N,N-Dimethylacetamid

Merck

11

Benzylamin

Merck

2

2-Ethoxybenzaldehyd

Aldrich

12

MeOH

Trung
Quốc

3

2-Florobenzaldehyd

Aldrich

13

EtOH

Việt Nam

4

2-Clorobenzaldehyd

Merck

14

n-Hexan

Trung
Quốc

5

Sắt (III) clorid
hexahydrat

Trung
Quốc

15

Aceton

Trung
Quốc

6

Hydrazin hydrat 80%

Trung
Quốc

16

Na2SO4

Việt Nam

7

Dimethylsulfoxid

Aldrich

17

Nước cất

Việt Nam

8

Bản mỏng silica gel

Merck

18

NaHSO3

Aldrich

9

Dung dịch NH4OH

Trung
Quốc

19

EtOAc

Trung
Quốc

10

5-cloro-2-nitrobenzamid

Aldrich

20

Than ht

Trung
Quốc

- 15 -