Luận án: Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính kháng viêm, kháng ung thư của hợp chất lai coxib – combretastatin

gfd BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---------------o0o--------------- NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG VIÊM, KHÁNG UNG THƢ CÁC HỢP CHẤT LAI COXIB – COMBRETASTATIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌCVÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------- NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG VIÊM, KHÁNG UNG THƢ CÁC HỢP CHẤT LAI COXIB – COMBRETASTATIN Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số : 9.14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. Ngô Quốc Anh 2. Vũ Đình Hoàng HÀ NỘI - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và các cộng sự. Các kết quả nghiên cứu không trùng lặp và chưa từng công bố trong tài liệu khác.

Hà Nội, ngày. năm 2021 Tác giả Nguyễn Thị Thúy Hằng LỜI CẢM ƠN Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. Ngô Quốc Anh và PGS. Vũ Đình Hoàng những người thầy đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo truyền động lực, niềm đam mê cũng như nhiệt huyết khoa học cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án.

Tôi xin trân thành cảm ơn các thầy cô đã giảng dạy và hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập và làm việc. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học, Học viện Khoa học và Công nghệ, các phòng chuyên môn, các cán bộ nghiên cứu phòng Nghiên cứu và phát triển dược phẩm – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã ủng hộ, giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận án. Cuối cùng tôi xin gửi lời tri ân tới gia đình, người thân, bạn bè đã luôn ở bên, động viên tôi hoàn thành bản luận án này. Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Thúy Hằng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.

4 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT. 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN. Khái niệm hợp chất lai. Tổng quan về các chất lai chống ung thƣ.

Các hợp chất lai chống ung thư dựa trên chất ức chế tubulin. Các chất lai chống ung thư dựa trên các hợp chất isatin. Các chất lai chống ung thư dựa trên nhóm chất coumarin. Các chất lai chống ung thư dựa trên nhóm chất steroid.

Các chất lai chống ung thư dựa trên pyrrolo benzodiazepin. Một số chất lai theo cơ chế khác. Khái niệm và vai trò tubulin. Các chất lai chống ung thƣ dựa trên chất ức chế tubulin.

Hợp chất lai dựa trên cấu trúc combretastatin (1). Thuốc lai dựa trên cấu trúc colchicin (2). Thuốc lai dựa trên cấu trúc podophyllotoxin. Hợp chất lai dựa trên cấu trúc chalcon.

Thuốc lai dựa trên cấu trúc taxol. Thuốc lai dựa trên cấu trúc vinca alkaloid. Các hợp chất lai combretastatin. Tổng quan hợp chất combretastatin.

Các chất lai combretastatin. Tổng quan về cơ chế COX2 và pyrazol. Tổng quan về cơ chế COX2. Các hợp chất pyrazol.

Các hợp chất lai pyrazol. Mục tiêu của luận án. 29 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM. Hóa chất và thiết bị.

Hóa chất và dung môi. Thiết bị nghiên cứu. Các phƣơng pháp nghiên cứu. Phương pháp tổng hợp hữu cơ.

Tinh chế và xác định cấu trúc. Phương pháp thử hoạt tính sinh học. Tổng hợp các hợp chất lai coxib - combrestatin. Tổng hợp các dẫn chất este của chất lai este coxib - combretastatin.

Con đường tổng hợp các dẫn chất este của hợp chất lai hóa coxib - combrestatin. Phản ứng tổng hợp các dẫn chất este của chất lai coxib- combrestatin33 Phản ứng được tổng hợp theo sơ đồ sau:. Quy trình tổng hợp các dẫn chất este của chất lai coxib - combrestatin. Kết quả của quy trình tổng hợp.

Tổng hợp hợp chất lai coxib - combrestastatin chứa nhóm CF3. Con đường tổng hợp chất lai coxib - combretastatin chứa nhóm CF3. Phản ứng tổng hợp chất lai coxib - combretastatin chứa nhóm CF3. Quy trình tổng hợp chất lai coxib - combretastatin chứa nhóm CF3.

Kết quả của quy trình tổng hợp. Tổng hợp các dẫn chất axit của hợp chất lai coxib - combretastatin. Con đường tổng hợp các dẫn chất axit của chất lai coxib - combrestatin. Phản ứng tổng hợp các dẫn chất axit của chất lai coxib - combrestatin.

Quy trình tổng hợp các dẫn chất axit của chất lai coxib - combretastatin. Kết quả của quy trình tổng hợp. Nghiên cứu hoạt tính sinh học. Sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào (HT-29, Hep-G2, MCF7 ) và khả năng ức chế sản sinh NO.

Nghiên cứu hoạt tính độc tế bào ung thư (cytotoxic assay). Phương pháp thử nghiệm hoạt tính ức chế nitric oxide. Nghiên cứu hoạt tính ức chế PGE2. Nghiên cứu hoạt tính cảm ứng apoptosis.

Nghiên cứu hoạt tính gây apoptosis của hoạt chất nhờ nhuộm nhân tế bào với Hoechst 33342. Nghiên cứu hoạt tính cảm ứng apoptosis qua Flow cytometry. Nghiên cứu hoạt tính cảm ứng apoptosis bằng caspase 3. Nghiên cứu docking phân tử.

44 CHƢƠNG 3: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN. Thiết kế cấu trúc và hoạt tính sinh học của phân tử lai. Thiết kế cấu trúc phân tử lai. Thiết kế hoạt tính sinh học phân tử lai.

Tổng hợp các hợp chất lai coxib - combretastatin. Hoạt tính sinh học các hợp chất lai coxib - combretastatin. Sàng lọc hoạt tính sinh học các hợp chất lai coxib - combretastatin. Nghiên cứu cơ chế kháng viêm và kháng ung thư.

Nghiên cứu hoạt tính ức chế sản sinh PGE2. Phân tích chu kỳ tế bào. Nghiên cứu hoạt tính gây apoptosis của hai chất 82 và 102. Nghiên cứu docking phân tử.

96 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ. 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 99 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ Tiếng Anh Tiếng Việt viết tắt TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký lớp mỏng CC Column Chromatography Sắc ký cột High resolution Mass HRMS Phổ khối lượng phân giải cao Spectroscopy Electrospray Ionization Mass ESI-MS Phổ khối ion hóa phun điện Spectroscopy IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại 1 Proton Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton H-NMR Resonance Spectroscopy 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon C-NMR Resonance Spectroscopy 13 s Singlet Tín hiệu đơn d Doublet Tín hiệu đôi dt Triplet Tín hiệu ba m Multiplet Cụm tín hiệu dd Doublet doublet Tín hiệu đôi dt Doublet triplet Tín hiệu đôi ba MW Microwave Vi sóng ∆ Reflux Hồi lưu Rt Room temperature Nhiệt độ phòng THF Tetra hydro furan TMS-N3 Trimetylsilyl azid MeCN Acetonitril Et3N Trietylamin EtOH Ethanol AcOH Acetic acid Axit Acetic L-Pro L-Propine DMF Dimetyl focmamit t-BuOH tert-Butanol i-PrOH Iso Propanol BnNH2 Benzylamin PPh3 Triphenyl phosphin MeOH Methanol EtOAc Etyl acetate ALHydroquinin 1,4- (DHQ)2PH phthalazinediyl diete Et3SiH Trietyl silan BF3.OEt2 Bo triflo etyl ete Et2O Dietyl ete p-TsOH p-Toluen sunfonic acid Axit p-Toluen sunfonic NaH Natri hydrua Kiềm NaH LiAlH4 Liti aluminium hydride Liti nhôm hydrua CBr4 Carbon tetrabromide Pd(PPh3)4 triphenylphosphine)palladium NaCO3 Natri cacbonat Kiềm cacbonat DME Dimethyl Ether tert-Buty (chloro) TBDMSCl dimethylsilane Ac2O Acetic anhydrit SRB Sulforhodamine B DMSO Dimethylsulfoxide DMSO-d6 Dimethylsulfoxide-d6 UV Ultraviolet Tia cực tím OD Optical Density Mật độ quang học SRB Sulforhodamine B CA4 Combretastatin A4 AND Deoxiribonucleic acid Axit deoxiribonucleic ARN Ribonucleic acid Axít ribonucleic The half maximal inhibitory Nồng độ tác dụng ức chế 50% sự IC50 concentration tăng sinh dòng tế bào thử nghiệm KB Human epidermic carcinoma Dòng tế bào ung thư Biểu mô Human Hepatocellular HepG2 Dòng tế bào ung thư gan ở người carcinoma Lu Lung cancer Dòng tế bào ung thư phổi MCF-7 Michigan Cancer Foundation-7 Dòng tế bào ung thư vú HT -29 Human breast carcinoma Ung thư đại tràng ở người DNA deoxyribonucleic acid các đơn vị nucleotide NO Nitric oxid oxit nitric ROS Reactive oxygen species COX Cyclooxygenase enzyme PGE2 Prostaglandin E2 PGI2 prostaglandin I2 PS Phosphatidylserine PI Propidium iodide DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2. Vị trí nhóm thế của các chất lai dạng este coxib - combretastatin.

Thống kê các chất lai coxib - combretastatin chứa nhóm CF3. Vị trí nhóm thế của các chất lai dạng axit coxib - combretastatin. Kết quả tổng hợp các chất este từ chất 79 đến chất 98. Kết quả tổng hợp các chất 65, 102.

Kết quả tổng hợp các dẫn chất axit từ chất 103 đến chất 122. Tác dụng gây độc tế bào của các hợp chất lai hóa dạng este đối với ba dòng tế bào ung thư HT-29, Hep-G2, MCF-7 và ức chế sản xuất NO. So sánh tác dụng gây độc tế bào của các hợp chất lai hóa dạng axit và dạng este đối với tế bào ung thư MCF-7 và ức chế sản xuất NO. Các chất lai có hoạt tính sinh học nổi trội gây độc tế bào MCF7.

Ảnh hưởng của các hợp chất thử nghiệm đến việc sản xuất PEG2 trong các đại thực bào RAW 264.7 được kích thích bằng LPS. Phần trăm tế bào theo pha của các hợp chất được thử nghiệm với MCF7. Phần trăm sự ngưng tụ hoặc phân mảnh của nhân tế bào do hợp chất 102 và 82 gây ra. Hoạt tính caspase - 3 của 102 và 82.

Tỉ lệ tế bào apoptosis. Lựa chọn mô hình cấu trúc COX-2 và tubulin tương ứng sử dụng cho chương trình docking. Tập hợp các hợp chất được thiết kế với điểm kết nối tương ứng trên hai mô hình protein (kcal/mol). Tương tác bộ hợp chất, phối tử trên COX-2 (ID: 3LN1) và mô hình protein tubulin (ID: 1Z2B).

94 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Các chất ức chế tubulin sử dụng trong thuốc lai chống ung thư. Isatin và một số hợp chất lai. estradiol (13) và một số hợp chất lai.

PBD và một số hợp chất lai. Một số hợp chất lai theo cơ chế khác. a) Các vị trí liên kết với tubulin. 8 b) Cấu trúc và các quá trình trùng hợp, phân rã của microtubule [30].

Cấu trúc của một số chất phân lập từ C. Cấu trúc của một số chất lai combretastatin. Cấu trúc của một số chất lai. Cấu trúc của một số chất lai.

Cấu trúc của một số chất lai. Cấu trúc của một số chất lai taxol. Cấu trúc của một số chất lai vinca alkaloid. Cấu trúc stilben.

Cấu trúc combretastatin A-4 phosphate (42), combretastatin A-1 phosphate (43). Tổng hợp các hợp chất mô phỏng combretastatin. Các thành viên đại diện của nhóm combretastatin. Cấu trúc khung combretastatin (55) và cấu trúc isocombretastatin (56).

Combretastatin độc tế bào theo cơ chế tubulin. Mô hình liên kết CA4 (đỏ) và COL (xanh dương) với tubulin. Lai Combretstatin A-4 – Steroid (21, 22). Lamellarrin T và combretstatin A-4.