Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư, chống alzheimer của các hợp chất có cấu trúc lai chứa khung 4 aminoquinazoline

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ NGA

NGHIÊN c ửu TỔN G HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH CHỐNG
UNG THƯ, CHÓNG ALZHEIMER CỦA CÁC HỢÍP CHẤT LAI CHỬA
KHUNG 4-AMINOQUINAZOLINE
Chuyên ngành: Hóa học h ữu co* Mã số: 9.44.01.14

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS . TS Vũ Quố c Trung
2. TS. Lê Nhật Thùy Giang

HÀ NỘI - 2020
LỜ CAM Đ OAN


Tôi xin c am đoan đây là c ông trình nghiên c ứu khoa họ c độc lập của riêng tôi dưới sự
hướng dẫn của PGS .TS . Vũ Quốc Trung và TS. Lê Nhật Thùy Giang. Các kết quả và số liệu nêu
trong luận án là trung thực và chưa từng công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Toàn bộ các
thông tin trích dẫn trong luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc xuất xứ.

Hà Nộ i, ngày tháng năm 2020

Tá c gi ả 1 uậ n á n

NCS. Nguyễn Thị Nga
LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy c ô hướng dẫn khoa học là
PGS.TS. Vũ Quố c Trung (Trường Đại họ c Sư phạm Hà Nội) và TS. Lê Nhật Thùy Giang (Viện
Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam) đã giao đề tài, trực tiếp định hướng và
giúp đỡ em trong quá trình thực hiện Luận án.
Em xin gửi lời tri ân sâu sắc tới GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến, người truyền đam mê nghiên
cứu, người g iúp đỡ em về vật chất và ủng hộ em về tinh thần trong suốt quá trình hoàn thành Luận
án. Em xin chân thành cảm ơn tập thể Phòng Hóa dược, TS. Đặng Thị Tuyết Anh, Ths. Hoàng Thị
Phương, Ths . Nguyễn Tuấn Anh đã iúp đỡ em rất nhiều về thực nghiệm trong suốt thời gian làm
nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công Nghệ, tập thể các
thầy cô, các anh chị tại các phòng ban Học viện Khoa học và Công Nghệ đã tạo điều kiện iúp đỡ
em trong suốt quá trình là nghiên cứu sinh.
Em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô, các anh chị và các bạn NCS tại viện Hóa học
đã giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt quá trình họ c tập tại Học viện.


Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Cao đẳng Y tế Hà Nội, Phòng Tổ chức
cán bộ, Khoa Khoa họ c c ơ bản và các cán bộ, giảng viên Bộ môn Hóa đã tạo điều kiện thuận lợi
về thời gian và công việ để m họ tập và n hiên ứu
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, b ố mẹ , chồng c on và bạn b è đã
giúp đỡ em hoàn thành Luận án.
Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng năm 2020 Tác giả luận án

Nguyễn Thị Nga


DANH MỤC CÁC c HỮ VIÉ T TẮT c á c ph ưtm g ph á p sắc ký
TLC

Thin Layer Chromatography: Sắc ký lớp mỏng Column

CC

Chromatography: Sắc ký c ột

c á c ph ưtm g ph á p ph ổ
HRMS

ESI-MS

High resolution Mass Sp e ctros c opy: Phổ khối lượng phân giải
cao
Ele ctrospray Ionization Mass Sp e ctros c opy: Phổ khối ion hóa
phun điện

IR
1 H-NMR

Infrare d Sp e ctros c opy: Phổ hồng ng oại
Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectros copy: Phổ
c ộng hưởng từ hạt nhân proton

13

C-NMR

Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy:
Phổ c ộng hưởng từ hạt nhân c arb on 13

s: singlet
m: multiplet
Các dòn g tế bào un g
EC50
IC50
KB
Hep-G2
Lu-1
Hela
HT-29
PC3
B16
A549
A2780
MCF-7
518A2
8505C

d: doublet
dt: doublet triplet

t: triplet
dd: double doublet

th ư và kh á i n i ệm 1 i ên qua n
Nồng độ 50% tác dụng tối đa
Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử
Tế bào ung thư b iểu mô
Tế b ào ung thư g an
Tế bào un thư phổi
Tế ào un thư ổ tử cung
Tế b ào ung thư ruột kết
Tế b ào ung thư tiền liệt tuyến
Tế ào un thư da
Tế ào un thư phổi
Tế ào un thư uồng trứng
Tế b ào ung thư vú
Tế ào un thư da

q: quartet


Tế b ào ung thư tuyến giáp


MGC803

Tế b ào ung thư da

Bcap-37

Tế bào ung thư b iểu mô cổ tử cung

HL-60

Tế b ào ung thư m áu

EGFR

Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì

VEGFR

Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu mô mạch máu

AD

Bệnh Azheimer

AChE

Enzyme acetylcholinesterase

AChEI

Chất ức chế enzyme acetylcholinesterase

TKs

Tyrosine Kinase

HDAC

Histon deaxetylase

ATM

Enzym ataxia telangiectasia mutated

Các kí hiệu khác
A

Hồi lưu

rt

Nhiệt độ phòng

THF

Tetrahydrofuran

AZT

Zidovudin

DMF

Dimethylformamide

DIPEA

N,N-Diisopropylethylamine

DMF-DMA

N,N-dimethylformamid dimethyl acetal

DANH MỤC SƠ ĐỒ So* đồ

Tên so* đồ

Trang
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 4-aminoquinazoline b ằng phương pháp chlorine

D
Bảng

Ụ
Tên bảng

BẢ
Trang


Bảng 3. 6 . Hoạt tính g ây độ C tế b ào Của C áC hợp Chất quinazoline và hợp Chất lai .111 Bảng 3.
7 . Hoạt tính ứC Chế AChE Của C áC hợp Chất quinazoline và hợp Chất lai ...111 Bảng 3.8. Dự đo
án tính Chất dượC động học của các hợp chất lai 148a, 149a,b, 150a,b................................ 111


1
0
DANH MỤC HÌNH Hình

Tên

hình Trang

MỤC LỤC

NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN...................
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ TÀI
LIỆU THAM KHẢO..............................................

122

123
124


11
MỞ ĐẦU
Phương pháp điều trị ung thư b ằng c ác thuố c đích c ó tác
dụng chọn lọc lên tế bào ung thư đồng thời có ít hoặc không c
ó độc tính và tác dụng phụ lên tế bào lành đã và đang được
quan tâm vì c ó nhiều ưu điểm và hiệu quả cao. Một số thuố c
đí ch điều trị bệnh ung thư bằng c on đường ức chế enzyme sẽ
ng ăn chặn sự phát triển và tăng trưởng của khối u bằng cách
chặn hoặc tắt các tín hiệu báo cho các tế bào ung thư phát
triển, phân chia và giữ cho các tế bào sống lâu hơn bình
thường hoặc tiêu diệt các tế b ào ung thư [1-2]. Trong các
lớp chất có hoạt tính sinh họ c được quan tâm nghiên cứu thì
Quinazoline là lớp chất đầy tiềm năng trong thiết kế tổng hợp
các loại thuốc đích chống ung thư the o c ơ chế ức chế enzyme

Tyrosine Kinases [35]. Nhiều hợp chất Quinazoline tiêu biểu
đã được đưa vào sản xuất thuố c điều trị ung thư như g e
fitinib (Iressa), erlotinib (Tarceva), lapatinb (Tykerb) và
vandetanib (Caprelsa) [6-9].
HN

Ỏ

N

1

I

*
N1

HN

o

N

'N 2

o

Erlotinib
EGFR
IC50=2nM[7])

Gefïtinib
TKs
IC50 = 37 nM, 37 nM, 26 nM, 57 nM Tyrl 173, Tyr992, Tyrl
173, Tyr992 [6]

YÝ

Br

HN
N

o
Lapatìnib EGFR/ErbB2 IC50= 10.2 nM /9.8 nM [8])

N

,NVandetanib VEGFR2, IC50 = 40 nM
VEGFR3/EGFR, IC50=110 nM/500 nM Tie-2/
FGFR1, IC50= 1.1-3.6 nM. [9]

Hình 1.1. Một số thuố c điều trị ung thư chứa khung Quinazoline [6-9] Vấn đề gặp phải trong
việ c điều trị bệnh ung thư hiện nay là hiệu quả điều trị đang bị giới hạn trong một nhóm nhỏ
các bệnh nhân do sự không đồng nhất các phân tử bên trong khối u và giữa các khối u với
nhau, khả năng đáp ứng thuốc kém và kháng thuố c do đột biến thụ thể [10-15]. Liệu pháp điều
trị kết hợp hai hay nhiều


12

loại thuốc hoặc sử dụng thuố c được lai ghép từ hai hay nhiều thành phần hoạt tính c ó c ơ chế
hoạt động khác nhau nhưng c ó cùng đích tác dụng có thể mở rộng phổ hoạt động đồng thời
giảm tác dụng phụ, giảm khả năng kháng thuốc ở bệnh nhân ung thư là một hướng nghiên
cứu đầy triển vọng [16-18]. Nhiều loại cầu nối có thể được sử dụng để lai ghép các phân tử
trong số đó c ầu nối triazole c ó đặc tính nổi trội hơn c ả. Triazole rất bền trong môi trường ac
id và b as e cũng như không b ị phá hủy trong quá trình khử và oxy hóa . Mặt khác các hợp
chất 1,2,3-triazole còn thể hiện một loạt c ác hoạt tính sinh họ c lý thú như chống ung thư,
kháng khuẩn và kháng nấm mạnh, thuố c chống c o g iật và thuốc chống nhiễm trùng [1921]. Khi tìm kiếm các tác nhân lai ghép với dẫn xuất quinazoline qua cầu triazole, chúng tôi
nhận thấy thuốc kháng virus Zidovudine (3'-azido-3'-deoxythymidin hay AZT là nucleoside đã
được sử dụng trong lâm sàng để chữa HIV [22, 23] và có hoạt tính kháng ung thư [24]. Nghiên
cứu pha I về liều dung nạp tối đa của thuố c tiêm tĩnh mạch Zidovudine kết hợp với 5fluorouracil và Leucovorin ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng di c ăn cho thấy hoạt động đáng
kể của AZT trong điều trị ung thư [25]. Vì vậy, nghiên cứu thiết kế tổng hợp các hợp chất
Quinazoline mới với mục tiêu ức chế Tyrosine kinases và lai ghép các phân tử này với các hợp
phần có hoạt tính sinh học cao như triazole hoặc AZT nhằm kết hợp các tính chất dược lý
riêng biệt của mỗi hợp phần vào trong một phân tử lai duy nhất, hướng tới mục tiêu ức chế
đa chức năng sẽ là vấn đề nghiên cứu hết sức lý thú, mới mẻ và cần thiết.
Bên cạnh đó, quinazoline c òn thể hiện hoạt tính ức chế acetylcholinesterase (AChEI)
trong điều trị bệnh Alzheimer [26-28] . Khung quinazoline đóng vai trò quan trọng trong cho
hoạt động AChEI do có tương tác với phần anion xúc tác CAS và anion ng oại vi PA S
của AChE [29] . Gần đây, nghiên cứu được b áo c áo b ởi Rao P. và cộng sự cũng đã làm s
áng tỏ c ác hoạt động cholinesteras e của các quinazoline có chứa các nhóm amine ở vị trí
C-4 của khung quinazoline [30]. Với khả năng ức chế hoạt tính của enzyme gây ra sự thủy
phân acetylcholine, làm tăng mức độ ac etylcholine (ACh) trong c ác khe hở tiếp hợp
cholinergic nên các dẫn xuất chứa khung 4-aminoquinazoline có tiềm năng để phát triển thành
thuốc chống Azheimer (AD), c ăn bệnh sa sút trí tuệ phổ biến ở người cao tuổi [31]. Mặt khác
nhiều dẫn xuất 1,2,3-triazol e đã được tổng hợp và đánh g i á in vitro cho thấy khả năng ức chế
acetylcholinesterase (AChE) cũng đã được công bố [32-33]. Việc lai ghép các hợp phần có khả
năng ức chế AChE như quinazoline và triazole để tạo thành phân tử lai duy nhất hướng tới mục

13
tiêu tăng cường hoạt tính nhằm tìm kiếm c ác thuố c ức chế cholinesteras e an toàn hơn
hoặc hoạt động đa mục tiêu là rất c ần thiết.
Với những ý nghĩa cấp thiết và thực tiễn trên chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên
cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư, chống Alzheimer của các hợp chất có cấu
trúc lai chứa khung 4-aminoquinazoline ”
Mục tiêu của luận án:
1. Nghiên cứu tổng hợp và xác định cấu trúc một số dẫn xuất 4-aminoquinazoline chứa
nhóm thế prop-2-yn-1-yloxy ở vị trí C-6.
2. Nghiên cứu tổng hợp và xác định cấu trúc hợp chất lai chứa khung Quinazoline.
2.1.Nghiên cứu tổng hợp và xác định cấu trúc hợp chất lai dimer quinazoline.
2.2.Nghiên cứu tổng hợp và xác định cấu trúc các hợp chất lai 4-aminoquinazolinetriazole
2.3.Nghiên cứu tổng hợp và xác định cấu trúc của các hợp chất lai
4-aminoquinazoline-triazole-AZT
3. Nghiên cứu hoạt tính ây độc tế ào un thư và hoạt tính ức chế enzyme
acetylcholinesterase của các hợp chất tổng hợp được.
4. Nghiên cứu protein docking và dự đo án tính chất dược động học của một số hợp chất
có hoạt tính ức chế enzyme acetylcholinesterase.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Quinazoline, dẫ n xuất và h oạt tín h s i n h h ọc
1.1.1.

Đặc điểm cấu tạo khung Quinazoline
về c ấu tạo, quinazoline là hợp chất ngưng tụ kiểu b enzo chứa khung pyrimidine .

Vòng pyrimidine tham g ia vào c ác hợp chất g iữ vai trò quan trọng trong chuyển hóa sinh họ
c , nó cũng là b ộ khung của c ác phân tử nucl eob as e Uracil (U), Thymine (T) và Cytosine
(C), là những phân tử nằm trong thành phần của c ác acid nuc l e i c c ấu tạo nên ADN, ARN,

e nzym e c ủa c ơ thể người [34].
5
Pyrimidine

Ọ

o

Cytosine
(C)
8
Thymine
(T)

H

6

H

7
Uracil (U)

H

9
Quinazoline

Hình 1.2. Cấu trúc của khung nu c l e ob as e và khung Quinazoline [34]
Quinazoline còn có các tên gọi khác như 1,3-benzodiazine, 1,3-phenmiazine hay

diazanaphthalene hoặc 5,6-benzopyrimidine. Quinazoline c ó b a đồng phân vị trí nguyên tử N
là cinnoline, quinoxaline và phthalazine. Về cấu tạo, trong phân tử chứa hệ thống

10

electron n

trong vòng nhưng được phân bố không đồng đều trên c ác đỉnh . Độ dài liên kết giữa các
nguyên tử carbon-carbon và carbon- nitrogen tron vòn n ó i trị trung bình giữa các liên kết đơn
và liên kết đôi thôn thường vì vậy có thể xếp quinazoline vào loại dị vòng thơm điển hình.
Quizazoline có tính base yếu (pKa = 3.51), rất bền dưới tác động của các chất oxy hóa. Dẫn
xuất benzodiazine này có khả năng tham gia phản ứng thế S E cao hơn đơn dị vòng pyrimidine
tương ứng. Trong phản ứng thế electrophile của quinazoline có xảy ra sự tạo muối ở giai đoạn
trung gian, chính vì vậy tác nhân electrophil sẽ tấn công vào vị trí C -6 của vòng quinazoline
thay vì vị trí C-5 hay C-8 đối với các diazine khác.


Phản ưng thế nucleophile SN cũng c ó thể xảy ra tại vị trí ortho hoặc para đối với nguyên tử
nitrogen trong vòng, tác nhân nucleophile sẽ tấn công vào vị trí C-2 hoặc C-4 trong vòng
quinazoline do thuận lợi về mặt năng lượng [35]. Vì vậy có thể vận dụng khả năng thế S E và SN
để thiết kế, tổng hợp các dẫn xuất của quinazoline có nhiều hoạt tính sinh học bằng c ách đưa
các nhóm thế vào các vị trí C-4, C-6, C-7.
1.1.2. Hoạt tính của các hợp chất quinazoline
Hoạt tính chống ung thư
Quinazoline là một trong các cấu trúc dị vòng có chứa vòng pyrimidine là bộ khung cơ
bản của các phân tử nucleobase- thành phần cấu tạo AND và ARN do đó khung quinazoline
quyết định khả năng ức chế enzyme the o c ơ chế cạnh tranh hoặc không cạnh tranh. Nhiều dẫn
chất quinazoline c ó hoạt tính sinh họ c đáng quan tâm như chống lao, kháng khuẩn, kháng
virus, chống viêm, hạ huyết áp chống c o giật, chống đái tháo đường , chống sốt rét [36-42], ức
chế cholinesteras e [26-28], ức chế dihydrofolate reductas e, ức chế enzyme kinase và đặc biệt

là chống ung thư [43-44].
Hoạt tính chống ung thư của nhiều hợp chất quinazoline đã được nghiên cứu liên quan
đến c ơ chế ức chế thụ thể enzym đặc biệt là họ Tyrosine kinase . Đây là một họ enzyme xúc
tác quá trình phosphoryl hóa tyrosine trong phân tử protein. Sự phosphoryl hóa tyrosine lần
lượt gây ra sự thay đổi chức năng của protein mà chúng nhận được nhóm phosphat. Tất cả các
protein TKs có một số đặc điểm cấu trúc có là có một vị trí gắn ATP, ba chuỗi b ên được cho
là có liên quan đến chức năng của nhóm phosphate thứ ba (thường được gọi là nhóm gammaphosphate) của phân tử ATP liên kết với enzyme, và một vị trí xúc tác có thể có của enzyme là
một amino acid. Protein TKs được tạo nên từ hai chuỗi peptide là khá phổ biến [45-47].
o

10

Tyrosine

11

Phosphate

12
Adenosine triphosphateATP

p
Il

p
II

p
II

Hình 1.3. Thành phần tham gia

0

II

quá trình
phosphoryl hóa [45]

Tyrosine Kinases (TKs) là họ enzyme đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sinh
trưởng, chuyển hóa, phân chia, và tồn tại của tế bào [48] . Đột biến di


truyền làm cho các enzyme này gia tăng số lượng quá mức và có khả năng tự kích hoạt trong
tế bào dẫn đến sự tăng trưởng và nhân đôi một cách mất kiểm soát của các tế bào liên quan
[49] . Đây là tiền đề của việc hình thành các tế b ào ung thư [50]. Một số nghiên cứu đã chỉ ra
sự liên quan của enzyme TKs với các loại ung thư như ung thư biểu mô thận có sự gia tăng số
lượng vượt trội của một loại protein thuộc họ TKs có tên gọi là Vascular Endothelial Growth
Factor Receptor - isoform 2 (VEGFR-2) [51]. Có đến 95% người bệnh bạch cầu dòng tuỷ mạn
tính và khoảng 30% người bệnh bạch cầu cấp dòng tuỷ có liên quan tới BCR-ABL Tyrosine
kinase [52]. Phần lớn ung thư phổi không tế bào nhỏ c ó liên quan đến sự g ia tăng số lượng
đột biến của một enzyme có tên gọi Epidermal Growth Factor Receptor - Tyrosine Kinase
(EGFR-TK) [53]. Ung thư dạ dày-ruột cũng có đặc trưng là sự gia tăng số lượng đột biến của
một loại protein thuộc họ TKs có tên gọi là c-KIT [54]. Ung thư mô cứng (solid tumor) như
ung thư phổi, ung thư thực quản, ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, và ung thư não c ó liên
quan đến sự gia tăng số lượng bất thường của một họ protein là erbB (còn gọi là họ HER) .
Đây là một họ protein nằm trong họ TKs, gồm có 4 loại chính là erbB1(HER1),
erbB2(HER2/neu), erbB3(HER3), và erbB4(HER4) [55, 56]. Do đó, TKs được coi là mục tiêu
trị liệu tiềm năng trong điều trị các bệnh ung thư ở người. Một số loại thuốc chứa khung
quinazoline hướng đích TKs đã được sử dụng như erlotinib và gefitinib là thuốc ức chế thụ thể

yếu tố tăng sinh biểu bì (EGFR) thế hệ đầu tiên được sử dụng để điều trị ung thư phổi không tế
bào nhỏ. Lapatinib có khả năng ức chế tyrosine kinase kép HER2/neu và EGFR được dùng
làm thuố c điều trị bệnh ung thư vú và c ác khối u rắn khác. Nhờ khả năn ức chế kinase của
một số thụ thể tế bào, chủ yếu là thụ thể yếu tố tăn trưởng các mạch máu nội mạc (VEGFR),
EGFR và kinase RET-tyrosin, vandetanib được dùng để điều trị bệnh ung thư tuyến giáp thể
tuỷ di c ăn [6-9].

Hình 1.4. Khung 4-anilinoquinazolin e và vị trí c ác nhóm thế [57]

Khung 4-anilinoquinazoline với b a vòng A, B, C quyết định khả năng ức chế TKs
[57]. C ác nhóm thế aniline ở vị trí C-4 và trên vòng C c ủa khung quinazoline được lựa chọn
phù hợp để tạo ra c ác tương tác kỵ nước với c ác g ố c ATP nhằm ứ c chế thụ thể enzym TKs.
R3: Nhóm c ồng kềnh làm tăng khả năng ứ c chế HER2
R4: C ác nhóm lipophili c tăng hoạt tính ứ c chế EGFR và HER2 Nhóm thế ở vị trí C-


6

và C-7 trên vòng B quyết định tính chất hóa lý của hợp chất .

Ri: C ác nhóm thế ảnh hưởng tới tính tan trong dung môi . C ác nhóm thế g iàu mật độ điện
tử sẽ có khả năng làm tăng hoạt động
R2: Các nhóm thế thể hiện tính chất hóa họ c , nhóm cho điện tử làm tăng hoạt động , c ác
nhóm alkyl hóa cho c ác chất ứ c chế không thể đảo ngược.
1.1.2.2. Hoạt tính ức chế acetylcholinesterase
Bệnh Alzheimer (AD) là một rối loạn tho ái hóa thần kinh đa nhân tố và là một
trong những dạng sa sút trí tuệ phổ biến nhất ở người c ao tuổi . AD g ây ra tổn thương
tiến triển trên hệ thần kinh trung ương, b ao g ồm mất trí nhớ, suy giảm ng ôn ngữ, rối
loạn chức năng nhận thức và rối loạn hành vi [58-60]. Một loạt c ác yếu tố được c oi là
nguyên nhân chính của AD, b ao g ồm sự hình thành protein beta amyloid độ c hại (Aß)

trong não [61], tăng tổng hợp và tổng hợp protein TAU [62], rối loạn chứ c năng sinh họ c
(ion, đồng , sắt và kẽm) [63, 64], thay đổi c ân b ằng nội môi canxi, viêm và stress do tạo
ra c ác loại phản ứng oxy hóa (ROS) [65], và thiếu hụt trong việ c truyền cholinerg i c
[66]. Sự phức tạp và nguyên nhân không đồng nhất ủa D đón vai trò quan trọn tron sự ph
t triển thuố mới để tr nh sự tiến triển của b ệnh này. Sự thay đổi sinh hóa đáng chú ý nhất ở
b ệnh nhân AD là giảm nồng độ ac etyl choline (A Ch) ở vùng đồi thị và vỏ não [67].
Ac etylcholinsteras e là một trong hai loại enzym cholinesteras e , nó tập trung tại khớp
thần kinh holin r i trên khắp hệ thốn thần kinh trun ươn và tại c ác khớp thần kinh c ơ . Tại đây,
AChE nhanh chóng thủy phân acetylcholin thành choline và acetat [68] . Việ c thủy phân ac
etycholine g iúp tái lập kí ch thí ch thần kinh và cho phép dẫn truyền xung động thần kinh
mới .
Trong c ấu trúc AChE, hai vùng g ắn kết quan trọng c ần được quan tâm là vùng xúc
tác và vùng ng oại biên . Phản ứng thủy phân AChE diễn ra ở vị trí xúc tác là đáy của một
khoang tác động sâu 20 Ả, rộng 5 Ả . Vị trí này c ó b ộ b a xúc tác là các residue Ser200,
His440 và Glu327. Hoạt tính xúc tác có liên quan đến việc chuyển nhóm ac etyl từ ac
etylcholin sang Ser200. Ng oài ra, vùng xúc tác c òn c ó c ác thành phần khác như: Túi
“oxyanion” với c ác amino acid Gly118, Gly119 và Ala201, đóng vai trò đây là nơi ổn định
phức hợp trung g ian được tạo thành trong phản ứng xúc tác của enzym . Túi acyl với c ác
amino acid Phe288 và Phe290, c ó vai trò ổn định nhóm methyl của phần ac etate trong quá
trình xúc tác và trong việ c chọn lọ c c ơ chất cho enzym . Một thành phần khác của vùng xúc
tác là vị trí anion AChE, b ao g ồm Trp84, Tyr130, Phe330 và Phe 331, chịu trách nhiệm liên
kết nhóm amoni b ậc b ốn cơ chất với c ác tương tác c ation-n [69] . Vùng ng oại b iên (PAS)


nằm ở lối vào của khoang tác động b ao g ồm c ác amino acid Tyr70, Asp72, Tyr121, Trp279
và Tyr334 trong đó Trp279 là thành phần quan trọng nhất . Vùng này liên quan đến vai trò thúc
đẩy sự kết tập c ác mảng ß amyloid đồng thời biến đổi chức năng synap của c ác tế b ào thần
kinh [69].
Ng ày nay, hầu hết c ác phương pháp điều trị trị liệu cho AD tập trung vào việ ứ
hế a tyl holin st ras ( ChE) để tăn mứ độ a tyl holin ( Ch) tron c ác khe hở synap

cholinerg i c [70] . A c etyl cholinesteras e (AChE) c ó vị trí xúc tác chấp nhận chọn lọ c A
ch [69] . AChE c ó thể b ị ức chế bởi c ác chất ứ c chế (AChEI) thông qua sự tương tác
của chất ứ c chế và các axit amin trong CAS và PAS [71, 72]. Cho đến nay c ác chất ức chế
ac etyl cholinsteras e (AChEI) đã trở thành loại thuố c được kê đơn nhiều nhất để điều trị triệu
chứng của AD nhẹ đến trung bình. Hiện nay chỉ c ó ba chất ức chế AChEI b ao g ồm
donepezil [73], rivastigmine [74], và galantamine [75] được chấp thuận cho sử dụng
thương mại trong điều trị AD . C ác thuố c này mặc dù c ó lợi trong việ c c ải thiện nhận thức
và hành vi, song chúng không trì hoãn hoặ n ăn n ừa sự tho i hóa thần kinh Do vậy, hiện nay
mô hình thuố c điều trị Alzheim er đơn mục tiêu truyền thống đang dần chuyển hướng sang c
ác thuố c hướng đa đích . Sàng lọ c c ác chất ức chế kép đồng thời khóa c ả vị trí xúc tác và ng
oại vi AChE là một trong những hướng đi tiềm năng trong phát triển thuố c đa đích . Khung
quinazoline với đặc điểm chứa dị vòng nitrog en có khả năng ức chế kép AChE [30-31] do đó
làm mất hoặc g iảm hoạt tính thủy phân của enzym e acetylcholinesterase, làm bền vữn a tyl
holin nội sinh nên ó nhiều tiềm năn trở thành thuố hốn D
1.1.2.3.

Cơ chế ức chế enzyme
Dẫn xuất quinazoline hoạt động the o c ơ chế của thuố c ức chế phân tử nhỏ tác động

đến khả năng hoạt động của c ác enzym e . C ác chất ức c hế enzym e là chất c ó thể làm giảm
hoặc mất hoạt tính enzyme the o c ơ chế thuận nghịch hoặc b ất thuận nghịch . Hiệu quả ức
chế phụ thuộ c vào c ác yếu tố nồng độ chất kìm hãm, nồng độ enzyme và thời g ian t ác dụng
[56-77]. Các chất ức chế thuận nghị ch c ó thể hoạt động theo ba cơ chế chính là: ức chế cạnh
tranh (competitive inhibitor), ức chế không c ạnh tranh (noncompetitive inhibition) và ức chế
phi c ạnh tranh hay ức chế hỗn tạp (uncompetitive inhibition or mixed inhibition) . Còn các
chất ức chế bất thuận nghịch (irreversible inhibition) đôi khi khó có thể phân biệt được với
chất ức chế thuận nghịch không c ạnh tranh .
-

Chất ức chế cạnh tranh (competitive inhibitor)

Cơ chế: Chất ức chế (I) c ó c ấu trúc tương tự c ơ chất (S), c ạnh tranh với c ơ chất

trong việ c g ắn vào trung tâm hoạt động c ủa enzyme.


E + S w ES —► E + p + I

ĩ

EI
Người ta thấy trong kiểu kìm hãm c ạnh tranh như vậy phần lớn g iữa chất ức chế và c
ơ c hất c ó sự tương đồng về mặt hóa họ c [78].
Dẫn xuất quinazoline có khả năng g ây ức chế enzyme TKs bằng cách cạnh tranh với
phân tử ATP trong việc liên kết với enzyme này. Gefitinib và erlotinib ức chế thụ thể yếu tố
tăng sinh biểu bì (EGFR), lapatinib ức chế TKs kép HER2/neu và EGFR, vandetanib ức chế
thụ thể yếu tố tăng trưởng các mạch máu nội mạc (VEGFR), EGFR và kinase RET-tyrosine
[5-9].
-

Chất ức chế không cạnh tranh hoặc kìm hãm hỗn tạp (noncompetitive inhibitor or
mixed inhibitor)
Cơ chế : Chất ức chế (I) sẽ gắn vào enzyme (E) tại vị trí không phải trung tâm hoạt

động của enzym e . Sự g ắn này c ó thể xảy ra với c ả e nzym e và với c ả c ả phức hợp enzym
cơ chất tạo thành phứ c hợp EI và ESI:

Đặc

điểm:
Sự g ắn nàyg ây nên một sự thay đổi c ấu hình

trúc phân tử enzyme,

không

g ian của c ấu

làm cho trung tâm hoạt động cũng bị thay đổi,không

thể tiếp

nhận được c ơ chất, nếu đã tiếp nhận c ơ chất cũng không thể biến đổi c ơ chất thành sản phẩm
. Tăng nồng độ S không ảnh hưởng đến sự gắn của chất ức chế.
Tron kiểu ứ hế khôn ạnh tranh thì hất ứ hế thườn ó ấu trú khác với cơ chất [76, 78].
-

Chất ức chế phi cạnh tranh (uncompetitive inhib ition)
Cơ chế: Chất ứ c chế g ắn vào phứ c hợp enzyme- c ơ chất (ES) ở một vị trí khác với

trung tâm hoạt động để hình thành một phức hợp enzyme-c ơ chất- c hất ức chế (ESI) mà
không tạo ra sản phẩm (P):

E+

s-

-

#

ES ------► E + p
+
I
ESI

Đặc điểm: Sự tăng nồng độ c ơ chất thực sự làm tăng sự ức chế bội vì đã cung c ấp
nhiều phức hợp enzyme- c ơ chất ES hơn để chất ứ c chế c ó thể g ắn vào [76, 78]. Ng oài ra c


ó kiểu ức chế phức hợp (mixe d) trong đó chất ức chế không chỉ liên kết với enzyme tự do mà
c òn liên kết với c ả phức hợp ES tạo thành phức hợp ESI không tạo được sản ph ẩm P . Hiện
tượng ứ c c hế chỉ phụ thuộ c nồng độ chất ức chế.
1.2 . Mộ t s ố ph ưtm g ph á p tổn g h ọp cá c h ọp ch ất khung Quinazoline
Hiện nay, các dẫn xuất của 4-anilinoquinazoline chủ yếu được tổng hợp bằng c ách
đưa c ác nhóm thế khác nhau vào vị trí C-2, C- 6, C-7, C4-NH của khung quinazoline và
aniline. Có nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp các dẫn xuất quinazoline . Tuy nhiên,
các phương pháp hiện nay chủ yếu theo ba hướng đó là:
Hướng thứ nhất: Tổng hợp các hợp chất 4-aminoquinazoline bằng phản ứng chlorine hóa c
ác hợp chất 4 (3H)-quinazolinone.


Hướng thứ hai: Tổng hợp các hợp chất 4-aminoquinazoline bằng phản ứng đóng vòng giữa
các dẫn chất formamide và các amine.
Hướng thứ 3: Tổng hợp các dẫn xuất 4-aminoquinazoline bằng phản ứng domino đa thành
phần sử dụng xúc tác kim loại hoạt tính cao.

R

RB(OH)
Pd(ÒẢc)

x= Cl, Br, SH, N3
[85-86]]

C
N

^

\^R1

‘Aỵ '
N R2

Ri

rr

[84] x=
F,+ Ar%
NaN

4-aminoquinazoline |y||_|
R2 NH2 [82]

Cl, Br, I

Hình 1.5. Một
xuất quinazoline [791.2.1.

số phương pháp tổng hợp dẫn
86]

Tổng

hợp các dẫn xuất 4-

aminoquinazoline bằng phương pháp chlorine hóa các hợp chất 4(3H)quinazolinone
Phản ứng Niementowski giữa các dẫn xuất anthranlilic và formamide cho dẫn xuất
quinazolinone, các dẫn xuất này được chlorine hóa. Sau đó c ác nguyên tử chlo được thay
thế bằng các amine thích hợp [87].

*CCOOOH

NH POCl3/PCI5 t

HCONH

NH2 150°c, 3h

13

R

VR

C
I

N R-NH-R1, /-Pr-OH 1_ rT" ^'"'N

120°c

1
4

90°c, 45min

1
5

1
6

Sơ đồ 1.1. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất 4-aminoquinazoline bằng phương pháp chlorine hóa các
hợp chất 4(3H)- quinazolinone [87]
Tiến hành tổng hợp các dẫn chất quinazoline the o phương pháp này, nhóm nghiên cứu của
A.Garofalo và L.Goossens [88] đã tổng hợp các dẫn xuất N-


alkylanilinoquinazoline từ 4-chloro-6,7-dimethoxyquinazoline. Các dẫn xuất khác nhau
được thay thế bởi các nhóm aryloxy-alkyl và N-aminoalkyl cũng đã được tổng hợp.
Những phân tử này đã được đánh g i á hoạt động g ây độc tế bào và khả năng liên kết với
DNA. Kết quả thu được các hợp chất 21, cho thấy tương tác DNA đáng kể. Những thí
nghiệm này xác nhận rằng hạt nhân N-aminoalkyl (anilino) -6,7- dimethoxyquinazoline
là một khung có hiệu quả để kích hoạt liên kết với DNA, thông qua một quá trình liên kết
xen kẽ giữa các nhóm chức trong hai phân tử.
o

o

CI

21 a, R1= H, R = 3-Br 21 b, R =-CH3, R = 3-Br 21 c, R1= -CH3, R = 3-Br-4Me 21 d R1= > R = 3-Br-4-Me
1

Sơ đồ 1.2. Tổng hợp c á c dẫn xuất N-alkylanilinoquinazoline [88]
a)NaOMe, HCONH2, DMF/MeOH, 110o C, 85%; b) POCls, hồi lưu , 92%; c) dẫn xuất aniline, (CH3)2CHOH, A, 8095%; d) R1X, NaH, DMF, rt, 25-40%;

Một số hợp chất tiêu biểu trong dãy tổng hợp được có hoạt tính trên các dòng tế bào
ung thư: PC3 (ung thư tuyến tiền liệt), HT-29 (ung thư ruột kết) và MCF-7 (ung thư vú):
21a IC50 = 4.7 ^M (MCF-7), 10.1 ^M (HT-29), 21b IC50 = 9.2 ^M (MCF-7), 6.1 ^M (HT-29),
21c IC50 = 9.9^M (MCF-7), 6.3 ^M (HT-29), 9.5 ^M (PC-3), 21d IC 50 = 6.8 ^M, (MCF-7), 5.6
^M (HT-29). Hợp chất 21d nổi lên như là t ác nhân gây độc tế bào ung thư ruột kết mạnh
nhất trong chuỗi này với IC50 = 5,6^M (HT-29) (sơ đồ 1.2) [88].
C ác dẫn xuất 4-aminoquinazoline chứa c ác nhóm thế khác nhau tại vị trí C-2, C -6 và
C-8 đã được tổng hợp bằng phản ứng one-pot chọn lọc, qua c ác giai đoạn phản ứng thế bisSNAr và phản ứng bis-Suzuki-Miyaura trong điều kiện sử dụng vi sóng . Phản ứng bis- SNAr
xảy ra chọn lọc tại vị trí C-2 và C-4 còn phản ứng cross-coupling bis-Suzuki-Miyura xảy ra tại
vị trí C-6 và C-8 của hợp chất 6,8- dibromo-2,4-dichloroquinazoline nhận được dẫn


xuất quinazoline đa chức với hiệu suất cao, quy trình tổng hợp ngắn và c ó thể áp dụng với nhiều
ac id boroni c và amine khác nhau [89] (sơ đồ 1.3).
o

_____________
NH POCI3, DIPEA

Br

CI
1"

-

o 110°c, 6h

1)3-CIC6H4NH2
DME-EtÕH(9:1) R
IOOOQMW, 1h

'"'"Ị^N^CI 2) RB(OH)2PdCI2 ^
Br 23
H20, MW, 1h

%
R

^

24

R= Ph, 4-F-Ph, 4-Me-Ph, 3-N02-Ph, 3-CF3-Ph, 3,4,5-tri-OMe-Ph, 3-pyridyl, 2-naphthyl

Sơ đồ 1.3. Tổng hợp c ác dẫn xuất quinazoline đa chức từ 6,8- dibromo-2,4dichloroquinazoline [89]
Những nghiên cứu trước đây cho thấy sự hiện diện của nguyên tử halogen trên vòng aniline
đã cải thiện đáng kể hoạt tính sinh học của các dẫn xuất 4-anilinoquinazoline . Đặc biệt là sự hiện
diện của fluoro trong phân tử làm tăng sự ổn định trao đổi chất và khả năng g ắn kết cũng như độ
thấm màng được nâng cao. Trên c ơ sở đó nhóm nghiên cứu của nhóm tác giả Malose Jack
Mphahlele tiến hành tổng hợp một loạt các dẫn xuất 4 - (halogenoanilino) - 6-bromoquinazolines

và 6- (4-fluorophenyl) thu được các dẫn xuất có hoạt tính ức chế tế b ào ung thư c ổ tử cung H e
La và ung thư vú MCF-7. Hợp chất 27a (R = 4-ClC6H4-; Ar = 2-FC6H4-) có LC50= 0 .14 ^M
(MCF-7), 0.57 ^M (HeLa), 27b (R = 4-Cl, C 6H4-; Ar = 2,4- diFC6H3-;) LC50= 0 .14pM (MCF-7),
0.18 ^M (HeLa), 28a (R = 4-ClC 6H4-; Ar = 2,4-diFC6H3-) LC50= 0 .46^M (MCF-7), 0.57 ^M
(HeLa). Các hợp chất này đã được chứng mình là có tác dụng ức chế trung bình đến đáng kể
chống lại EGFR-TKs (sơ đồ 1.4) [90].

o

25

Sơ đồ 1.4. Tổng hợp các dẫn xuất 6-fluorophenyl [90]

(a) POCl3, Et3N, A, 2 h; (b) NH2Ar, HCl, THF-iPrOH, 70 »C, 3 h; (c) 4-FC6H4B (OH) 2, PdCl2 (PPh,)2, Cs2CO3,
THF-iPrOH, 70 »C, 3 h

Để khám phá c ác loại thuố c mới c ó hiệu quả c ao trong điều trị b ệnh Alzheimer
(AD), Tarek Mohamed và c ộng sự đã nghiên cứu và c ông b ố năm 2017 qui trình tổng hợp một
loạt c ác dẫn xuất mới của quinazoline đã được đánh giá là c ác tác nhân đa mục tiêu nhắm đến b
ệnh Alzhe imer (AD). Bắt đầu từ việ c đóng

cl


vòng với c ác ac id thay thế chloro-2-aminobenzoic với ure sau đó chlorine hóa với tác
nhân và POCl3. C á c chất trung gian dichloroquinazoline tiếp tục g ắn thêm nhóm thế
vào vị trí C-2 và C-4 khung quinazoline với tác nhân phenethylamine hoặc 3,4dimethoxyphenethylamine với sự hiện diện của ^,^-diisopropylethylamine (DIPEA). Hợp
chất 33h ( R1= i-Pr, Cl g ắn với C7) và 33e (R1= i-Pr, Cl g ắn với C8) thu được c ó khả năng
ức chế AChE với gi á trị IC50= 6.6 và 8 . 6^M (sơ đồ 1. 5) [91]
OH

Clị

Cl

nH

un

NHR

Ul

OH

INnn.

-

29

30

31

NHR
r.. MX

a

CỜ^ra^ờ^ c,€Íxc,^CÍxhn_r,

32

33a-i

37a-i, R= Phenethyl; R = n-Pr, i-Pr, O-Pr 34a_i
38a-i, R= Dimetoxyphenetyl,; R1= n-Pr, i-Pr,
O-Pr
1

Sơ đồ 1.5. Tổng hợp c ác dẫn xuất quinazoline ức chế AChE [91]
(a) urê, hồi lưu, 150-155oC, 2 h; (b) toluene, N, N-diethylaniline, POCl3,0-105oC, A: 14- 16 h
(c) phenethylamine hoặc 3,4-dimethoxyphenethylamine, DIPEA, ethanol, 80 - 85oC, 4 h;
(d) alkylamine, DIPEA, 1,4-dioxane, 150-155oC, 2h

1.2.2.

Tổng hợp các dẫn xuất 4-amonoquinazoline nhờ phản ứng đóng vòng giữa các

dẫn xuất formamidine và các amine
R

VR

Sơ đồ 1.6. Phản ứng đóng vòng g iữa c ác dẫn xuất formamidine và c ác
amine Erlotinib hydrochloride (tên thương mại Tarc eva) ức chế mạnh sự phosphoryl

N

hóa

nội tế b ào HER1/EGFR giúp kìm hãm hoặc g ây chết tế b ào ung thư, đang được sử dụng
trong điều trị b ệnh nhân ung thư phổi không phải tế b ào nhỏ (NSCLC) giai đoạn hai và b a
sau khi thất b ại với ít nhất một phác đồ điều trị . Có nhiều phương pháp tổng hợp erlotinib
trong đố chủ yếu là đi từ hợp chất quinazoline thông qua c on đường chlorine hóa [92] hoặc
thio hóa [14] và đi từ hợp chất 2-aminob enzonitril thông qua c on đường imine hóa đóng vòng
tạo khung quinazoline (sơ đồ 1.7) [93].


Ọ
y

3

'o"
.ex

POCI3
or (COCI)?

AAn^
37

^
<

3

[SI 3-ethynylaniline
________/-PrOH , u

0

/°

■HCI
HN
1

39

3-ethynylaniline
/- PrOH

S-CH3

NH MeOH, NaOH, '''o
CH31,20°c o

„^

o^N
40

-N

'O

3

41 Er] otinib

AcOH,
3-ethylaniline toluene

110°c

CN
^

'NH

coa

DMF-DMA
Ac0H

2

CN

o
43

Ay

toluene

105°c

N N'

I

Sơ đồ 1.7. C á c phương pháp tổng hợp erlotinib [14, 92, 93]
Công b ố 2018 trên tạp chí Org ani c L etter năm 2018 của nhóm nghiên cứu
Kun Hu và c ộng sự cho thấy kết quả tổng hợp một số dẫn xuất quinazoline từ nitrile [94].
Việ c sử dụng xúc tác acid arylboronic và các nitrile tự do hóa như 2- aminobenzonitrile
và

2-

aminophenylacetonitrile, cho thấy một con đường mới để tổn hợp

2-

aminobenzophenone và 2-arylindole.
■ Ar B(OH)
1

"Ar
Ar B(OH) +
1

2

46
44
I________________I
+ A^CHO

2

NH

47
2

■
Ar^CH

Pd(acac) £
TfOH, KF, DMF

O 45

A
r

N^-Ar
49

Ar

1

N'

2

50

Ậ

[Pd
]

N^Ar
2

Sơ đồ 1.8. Tổng hợp quinazoline b ằng phản ứng song song [94]
Sử dụng xúc tác dạng phức

A
r

Pd(ac ac) và c ác chất phụ g ia như
DMF... cho hiệu quả là có thể kết hợp
cyano thành c ác sản phẩm N-dị vòng ,

NH

48

N
2

[Pd
]

đắt tiền của paladi như Pd(OAc),
TfOH, CSA, PNSA trong dung môi

nguyên tử nitrog en của một nhóm
thay vì trải qua quá trình thủy phân c

ác chất trung g ian k etamine . Nhóm đã phát triển thành c ông trong tổng hợp song song
isoquinolines và isoquinolones thông qua