TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA: HÓA HỌC ĐẶ NG THỊ T H Ú Y NG ÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ INDENOISOQUINOLINE CÓ DẪN XUẤT BROM Ở MẠCH NHÁNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC • • • • Chuyên ngành: Hữu Người hướng dẫn khoa học T h s LỤC Q U A N G TẤN HÀ NỘI- 2015 LỜI CĂM ƠN Khóa luận tốt nghiệp hoàn thành phòng Hóa dược, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Với tất kính trọng biết ơn chân thành, sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn đến ThS Lục Quang Tấn định hướng hướng dẫn em tận tình suốt thời gian em làm đề tài khóa luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS TS Nguyễn Văn Tuyến Thầy Cô làm việc phòng Hóa Dược, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ để em nghiên cứu, học tập hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa toàn thể Thầy Cô Khoa Hóa học hết lòng quan tâm, dìu dắt giúp đỡ em suốt trình học tập trường hoàn thiện khóa luận Em xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè tạo điều kiện động viên, khích lệ giúp em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp cuả Hà Nội, thảng năm 2015 Sinh viên Đặng Thị Thúy Ngân LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan kết nghiên cứu, số liệu trình bày khóa luận: “Nghiên cứu tổng hợp số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh” hướng dẫn ThS Lục Quang Tấn hoàn toàn trung thực không trùng với kết tác giả khác Hà Nội, thảng năm 2015 Sinh viên Đặng Thị Thúy Ngân MỤC LỤC MỞ Đ Ầ U 1 Lí chọn đề t i Mục đích nghiên c ứ u Nhiệm vụ nghiên c ứ u C H Ư Ơ N G TỔ NG Q U A N 1.1 Tổng quan indenoisoquinoline 1.1.1 Công thức cấu t o .5 1.1.2 Mô hình phân tử không g ia n 1.1.3 Công thức phân tử: C 16H 8N O R 1.2 Tình hình nghiên c ứ u .6 1.2.1 Trên g i i .6 1.2.2 Tình hình nghiên cứu n c 10 1.3 Hoạt tính sinh học số dẫn xuất indenoisoquinoline 10 1.3.1 Các dân xuất indenoisoquinolin có nhóm aminoprơpyl vòng B .15 ỉ 3.2 Các dân xuất ỉndenoỉsoquỉnoỉỉne có nhóm dimethylaminopropyl vòng B 19 1.3.3 Các dân xuất ỉndenoỉsoquinoỉin có vòng imdazoỉyl p r o p y l 21 1.3.4 Các dân xuất indenoisoquinolin có vòng morpholinopropyl vòng B 22 1.3.5 Các dân xuất índenoísoquỉnoỉỉn cỏ nhóm ethanol a m i n o .23 1.3.6 Các dân chất có nhóm N O vòng A nhóm halogen Cl, F R nhóm amin vòng, amin bậc ỉ bậc .25 1.4 Tổng quan phương pháp nghiên cứu tổng hợp hữu c 27 1.4.1 Phương pháp sẳc kí m ỏ n g 27 1.4.2 C h i ế t 28 1.4.3 Loại bỏ dung môi áp suất th ấ p 28 1.4.4 Sắc kỉ c ộ t 28 1.4.5 Phương pháp nhoi cột huyền p h ù 29 1.4.6 Phương pháp lựa chọn chất hâp phụ dung môi chạy cột sẳc kí 29 1.5 Tổng quan phương pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu c 32 1.5.1 Điêm nóng chảy (M p ) 33 1.5.2 Độ quay cực ([a]n) 33 1.5.3 Phô cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonancespectroscopy, N M R ) 33 1.5.4 Phô khối lượng (Mass spectrocopy, M S ) 35 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP N G H IÊN c ứ u 36 2.1 Đối tượng nghiên c ứ u 36 2.2 Phương pháp nghiên c ứ u 36 2.3 Địa điểm nghiên c ứ u 37 C H Ư Ơ N G KẾT QUẢ N G HIÊN c ứ u VÀ THẢO L U Ậ N 38 3.1 Quy trình tổng h ợ p 38 3.1.1 Tông hợp hợp chất indeno[l,2-c]isochrom en-5,l 1-dion ( ) 38 3.1.2 Tông hợp chất 6-allyl-5H-indeno[ 1,2-c]isoquinolin-5,llị6H )-dion (66a) 38 3.1.3 Tông hợp chât 6-(2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[ì,2-c]isoquinolin5.1 l(6H )-dion ( ) 39 3.2 Hằng số vật lí kiện phổ hợp c h ấ t 39 3.2.1 Hợp chất indeno[l,2-c]isơchromen-5,1 ì - d i o n 39 3.2.2 Hợp chất 6-allyl-5H-indeno[ 1,2-c]isoquinolin-5,l (6 H ) -d io n 40 3.2.3 Hợp chất 6-(2,3-dibrompropyl)-5H-indenơ[ỉ,2-c]isoquinolin-5,1 ì(6H )d i o n 40 3.3 Ket thảo l u ậ n 40 KẾT L U Ậ N 45 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT [a]D Độ quay cực Specific Optical Rotation 'H - NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Magnetic Resonance Spectroscopy 13c - NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 Carbon - 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 'H - 'H COSY 'H - 'H Chemical Shift Correlation Spectroscopy D -N M R Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều Two - Dimentional NM R cc Sắc kí cột DEPT Distortionless Enhancem ent by Polarisation Transfer E I-M S Phổ khối lượng va chạm elctron Electron Impact Mass Spectrometry E S I-M S Phổ khối lượng phun mù điện tử Electron Spray ionizasion Mass Spectra EtOAc Ethylacetat F A B -M S Phổ khối lượng ban phá nguyên tử nhanh Fast Atom B om bardm ent Mass Spectrometry HM BC Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity HM QC Heteronuclear Mutiple Quantum Coherence H R - F A B - MS Phổ khối lượng ban phá nguyên tử nhanh phân giải cao High Resolution Fast Atom Bom bardm ent Mass Spectrometry IR Phổ hong ngoại Infrared Spectroscopy °c ĐỘ Cencius Me Nhóm Methyl NBS N-Bromosuccinimide MS Phổ khối lượng Mass Spectroscopy NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy PTSA /7-Toluenesulfonic acid TCL Sac kí lớp mỏng Thin Layer Chromatography THF Tetrahidrofuran D M AP 4-Dimethylaminopyridine DM F Dimethylfomamide EDCI 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide NBS N-Bromsuccinimide Tdpl Tyrosyl-DNA phosphodiesterase Ĩ Topi Topoisomerase I Val Valine Thr Threonine Pro Proline Lys Lysine His Histidine Tyr Tyrosyl N Asparagine Q Glutamine E Glutamic-acid DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIÉU Hình 1: Sự gia tăng số người mắc bệnh ung thư ( giai đoạn 2012- 035) Hình 2: Camptothecin số dẫn x u ấ t Hình 3: M ột số dẫn xuất indenoisoquinolin bước đầu nghiên cứu Mark C ushm an .6 Hình 4: Một số dẫn chất indenoisoquinolin tổng hợp Việt N a m 10 Hình 5: Sự tạo phức T opl - D N A 11 Hình 6: Mô hình hoạt động T d p l 13 Hình 7: Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm aminopropyl ( 38a- 40 b ) 15 Hình 8: Mô hình liên kết giả 39 trung tâm hoạt đông T d p l 16 Hình 9: Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm aminopropyl (4 a,b ) 17 Hình 10: Khảo sát hoạt tính hợp chất 41 a,c 17 Hình l:C ác dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm aminopropyl với nhóm ởC3 18 Hình 12 : M ột số dẫn chất indenoisoquinoline thay nhóm -N H số nhóm khác ( -OH, -Br, N3, m orpholinyl ) 19 Hình 13 : Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm d im e thylam inopropyl 19 Hình 14: Các dẫn xuất indenoisoquinolin có vòng imdazolyl propyl 21 Hình 16: Các dẫn xuất indenoisoquinolin có nhóm the ethanol a m i n o 23 Hình 17: Các dẫn chất có nhóm N vòng A nhóm halogen Cl, F RI nhóm amin vòng, amin bậc bậc 25 Hình 18: Phổ 13C-NM R hợp chất 42 Hình 19: Phổ 13C-NMR hợp chất 68 44 Bảng 1: Ket thử hoạt tính gây độc tế bào (IC50a) hoạt tính ức chế Topl dẫn xuất indenoisoquinolin từ 38a-40bl5 Bảng 2: Hoạt tính gây độc (GI50 |J.M) dẫn chất từ 48,50, 51 19 Bảng 3: Hoạt tính gây độc (GI 50 M-M) dẫn chất từ 52 - 54 .22 Bảng 4: Hoạt tính gây độc (GI50 |aM) dẫn chất từ 55 - 23 Bảng 5: Hoạt tính gây độc (GI50 |J.M) dẫn chất từ 78 - 81 24 Bảng 6: Hoạt tính chống ung thư tế bào dẫn chất 63a-65i 25 Sơ đồ 1: Các đường tổng hợp indeoisoquinoline Sơ đồ 2: Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquuinolin nhờ phản ứng ngưng tụ homophthalic anhydride với bazơ Schiff khác n h a u Sơ đồ 3: Tổng hợp indenoisoquinolin phản ứng ngưng tụ 2- carboxybenzaldehyde phthalide Sơ đồ 4: Tổng hợp indenoisoquinolin phản ứng ngưng tụ 6-cyano-3hydroxyphthalide với p h th a lid e Sơ đồ 5: Quy trình tổng hợp dẫn xuất indenoisoquinolin 36 Sơ đồ 7: Cơ chế hình thành sản phẩm 41 Sơ đồ 8: Cơ chế hình thành sản phẩm 43 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tàỉ Ung thư bệnh giết người số thuộc nhóm bệnh không lây (noncommunicable diseases - NCDs), có tỉ lệ từ vong hàng đầu chiếm 1/5 ca tử vong toàn giới Quỹ Nghiên cứu Ung thư giới (World Cancer Research Fund) cho biết có khoảng 14,1 triệu người năm chẩn đoán mắc bệnh ung thư có khoảng 8,2 triệu trường hợp tử vong, số dự đoán tăng lên 19 triệu vào năm 2025, 22 triệu vào năm 2030 24 triệu vào năm 2035 Con số tương đương với việc 54 giây trôi qua có người thiệt mạng bệnh Với tỷ lệ ung thư tại, 1/5 nam giới 1/ố phụ nữ toàn giới mắc bệnh ung thư trước tuổi 75, trong người đàn ông 12 phụ nữ chết bệnh Trong năm 2012, bệnh ung thư phổ biến chẩn đoán ung thư phổi, ung thư vú, ung thư đại tràng ung thư ruột, nguyên nhân phổ biến gây từ vong ung thư ung thư phổi, ung thư gan ung thư dày [15] P re d ic te d g lo b a l c a n c e r ca s e s Cases (millions) - — 2012 2015 2020 2025 2030 203 S ource W H O G lo b o C a n Hình 1: Sự gia tăng sổ người mac bệnh ung thư (giai đoạn 2012- 2035) Mặt khác, chi phí cho điều trị ung thư gánh nặng kinh tế, xã hội cho tất quốc gia toàn cầu Mỗi năm, ước tính kinh tế toàn cầu 1,16 nghìn tỷ đô la Mỹ dành cho phòng chống điều trị ung thư, chưa kể đến giá trị kinh tế bị cá nhân lao động, tạo cải vật chất Có hai phương pháp nạp mẫu vào cột sắc kí phương pháp khô phương pháp ướt * Phương pháp nạp cột khô: Mầu nạp dạng khô Thường áp dụng cho trường hợp mẫu chất không tan tan dung môi chạy cột ban đầu Cách chuấn bị mẫu: Hoà tan hoàn toàn mẫu dung môi thích hợp, cho lượng silicagel vừa đù (lượng silicagel cho vào tốt, phải đủ để cô quay mẫu khô hoàn toàn) vào đem cất quay đuổi dung môi đến khô hoàn toàn Lấy mẫu gắn silicagel ra, nghiền thành bột mịn Cột sau nạp silicagel điều chỉnh lượng dung môi vừa đủ (đủ thấm ướt mẫu khô cho vào) Cho mẫu vào cột qua phễu cách từ từ để silicagel gắn mẫu thấm dung môi tránh tạo bọt khí tránh để mẫu bị vón cục * Phương pháp cột ướt: Thường áp dụng mẫu tan hoàn toàn dung môi chạy cột ban đầu Lượng dung môi dùng hoà tan mẫu tốt, lớp dung dịch dàn trải lớp mỏng cột Có thể áp dụng tính toán cụ thể sau: thể tích dung môi cần lấy đê hoà tan mẫu = 0,4.d2ml, với d đường kính cột tính mm Mầu cho trực tiếp vào cột ống hút mẫu (pipet) Cho mẫu chảy vào từ từ theo thành cột Với phương pháp nạp mẫu cho dung môi cột chảy xuống sát bề mặt silicagel cột khoá cột Sau đó, mở khoá để mẫu chảy xuống đến sát bề mặt silicagel Cho lượng nhỏ dung môi chạy cột vào đế mẫu chảy qua bề mặt silicagel cột rửa thành cột tiến hành chạy cột (đê lớp mẫu chất chảy xuống đồng đều) 1.5 Tổng quan p h u ’O’n g pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu CO' Cấu trúc chất phân lập xác định kết hợp nhiều phương pháp khác Tuỳ thuộc vào cấu trúc hoá học hợp chất mà người ta sử dụng phương pháp khác nhau, c ấ u trúc phức tạp yêu cầu phối hợp phương pháp cao 32 1.5.1.Điếm nóng chảy (Mp) Đối với chất rắn kết tinh, điểm chảy tiêu chuẩn vật lý quan trọng Thông thường việc phân tích sau thu sản phẩm kết tinh việc xác định điểm chảy tiêu chuẩn để kiểm tra mức độ tinh khiết hợp chất mà cần lượng mẫu thử Neu điểm chảy hai loại tinh thể thu qua hai lần kết tinh chênh lệch không 0,5°c có thê xem sản phẩm kết tinh tinh khiết Khi điêm chảy xác định được, đối chiếu với tài liệu tham khảo để đưa kết luận sơ hợp chất nghiên cứu 1.5.2 Độ quay cực ([a]ũ) Ánh sáng tự nhiên qua môi trường bất đẳng hướng, điều kiện định đó, tác dụng môi trường làm cho cường độ điện trường dao động theo phương định gọi ánh sáng phân cực thẳng hay ánh sáng phân cực toàn phần Mặt phang chứa tia sáng phương dao động vectơ điện trường gọi mặt phang dao động, mặt phang chứa tia sáng vuông góc với mặt phang dao động gọi mặt phang phân cực Khi cho ánh sáng phân cực thẳng qua dung dịch chất quang hoạt mặt phẳng phân cực bị quay góc a Tuỳ theo chất quang hoạt mà góc quay sang phải (+) hay sang trái (-) Độ lớn góc quay a phụ thuộc vào nồng độ c (g/lOOml dung dịch), chiều dài lớp dung dịch (dung môi) 1, nhiệt độ t chiều dài sóng X: a = [a ĩ; Cỉ 100 1.5.3 P hổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear M agnetic Resonancespectroscopy, NMR) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân phương pháp phổ đại hữu hiệu dùng đê xác định cấu trúc hoá học hợp chất hữu nói chung hợp chất thiên nhiên nói riêng Với việc sử dụng kết hợp kỹ thuật phổ N M R chiều 33 hai chiều, nhà nghiên cứu xác định xác cấu trúc hợp chất, kể cấu trúc lập thể phân tử Nguyên lý chung phương pháp phổ N M R (phổ proton phô carbon) cộng hưởng tần số khác hạt nhân từ ('H l3C) tác dụng từ trường Các tần số cộng hưởng khác biểu diễn độ dịch chuyển hoá học Ngoài ra, đặc trưng phân tử xác định dựa vào tương tác spin hạt nhân từ với > Phố - NM R: Trong phổ 'H - NM R , độ dịch chuyển hoá học (5) proton xác định thang từ đến 14 ppm tuỳ thuộc vào mức độ lai hoá nguyên tử đặc trưng riêng phân từ Mỗi loại proton cộng hưởng trường khác chúng biểu diễn độ dịch chuyển hoá học khác Dựa vào đặc trưng độ dịch chuyển hoá học tương tác spin hạt nhân từ với mà người ta có thê xác định cấu trúc hoá học hợp chất > Phổ Ì3C - N M R : Phổ cho tín hiệu vạch phổ cacbon Mỗi nguyên tử cacbon cộng hưởng trường khác cho tín hiệu phô khác Thang đo cho phổ l3C - N M R tính ppm với dải thang đo rộng so với phổ proton (từ đến 240 ppm) > Phổ DEPT: Phổ cho ta tín hiệu phổ phân loại loại cacbon khac Trên phổ DEPT, tín hiệu cacbon bậc biến Tín hiệu phổ CH C H nằm phía C H nằm phía đối diện phổ DEPT 135° Còn phổ DEPT 90° xuất tín hiệu phổ CH > Phổ 2D - NMR: Đây kỹ thuật phổ hai chiều, cho phép xác định tương tác hạt nhân từ phân tử không gian hai chiều > Phô HM BC: Đây phổ biểu diễn tương tác xa c H phân tử N hờ vào tương tác phổ mà phần phân tử toàn phân tử xác định cấu trúc > Phô HSQC: Đây phô biểu diễn tương tác c H liên kết trực tiếp với phân tử N hư phổ HM B C, nhờ vào tương tác phổ mà phần phân từ toàn phân tử xác định cấu trúc 34 1.5.4 P h ổ k h ố i lư ợ n g (Mass spectrocopy, M S ) Phổ khối lượng dùng phổ biến để xác định cấu trúc hoá học hợp chất hữu Nguyên tắc chủ yếu phương pháp phổ dựa vào phân mảnh ion phân tử chất bắn phá chùm ion bên Ngoài ion phân tử, phổ MS cho pic ion mảnh khác dựa vào người ta xác định chế phân mảnh dựng lại cấu trúc hoá học hợp chất > Phô E l - MS: Dựa vào phân mảnh ion tác dụng chùm ion bắn phá với lượng khác nhau, phổ biến 70 eV > Phô E SI - MS: Còn gọi phổ khối lượng phun mù điện tử Phổ thực với lượng bắn phá thấp nhiều so với phổ EI - MS, phổ thu chủ yếu pic ion phân tử pic đặc trưng cho phá liên kết có mức lượng thấp, dễ phá vỡ 35 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 2.1 Đối tượng nghiên cứu Phản ứng ngưng tụ phthalide 2- carboxybenzaldehydes để có ben [d] indeno [1,2-b] -5,11-diones Sau đó, hợp chất phản ứng với amin bậc để tạo indenoisoquinolin khác có nhóm chứa nitơ Sản phẩm tiếp tục phản ứng với Brom để tạo dẫn chất indenoisoquinoline có dẫn xuất brom mạch nhánh với hoạt tính kháng ung thư cao (sơ đồ 5) Neu amin bậc chứa dẫn xuất Brom phản ứng không cần tiến hành qua bước Ö Ö Sơ đổ 5: Quy trình tông hợp dân xuất indenoisoquỉnolỉn có dẫn xuất brom mạch nhánh 2.2 Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp nghiên cứu tài liệu: ^ Phân tích nguồn tài liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu (cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài, kết nghiên cứu công bố qua tạp chí báo cáo khoa học chuyên ngành nước, thư viện, phương tiện thông tin đại chúng ) ^ Tổng hợp tài liệu • Xử lý số liệu máy tính • Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm tổng hợp hữu 36 > Phương pháp sẳc kỉ m ỏ n g : sắ c kí mỏng sử dụng để định tính chất đầu sản phẩm Thông thường sản phẩm với giá trị R f khác màu sắc phát quang khác Dùng sắc kí lớp mỏng đê biết phản ứng xảy ra, không xảy ra, kết thúc phản ứng > Phương pháp chiết: chiết trình tách phân li chất dựa vào trình chuyên chất hòa tan pha lỏng (thường nước) pha lỏng khác không hòa tan vào (thường dung môi hữu không hòa tan với nước) > Phương pháp loại bỏ dung môi áp suất thấp: Dùng máy cất quay chân không Sau loại bỏ dung môi để thu chất khô hoàn toàn ta dùng máy hút chân không hút làm khô chất > Phương pháp sắc kỉ c ộ t: Nguyên tắc sắc kí cột dựa lực hấp phụ khác chất thừ chất hấp phụ để tách chất riêng Nhưng sắc kí cột, chất làm cho pha cố định nhồi ống hình trụ mà gọi sắc kí cột > Phương pháp lựa chọn chất hấp phụ dung môi chạy cột sẳc kí • Sử dụng phương pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu ^ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): 'H - NM R l3C - N M R(12h MHz) đo m áy Brucker A M 500 FT - N M R spectrometer, Viện Hóa Học, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 2.3 Địa điểm nghiên cứu Phòng Hóa Dược, Viện Hóa Học, Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam 37 CHƯƠNG KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THẢO LUẬN 3.1 Quy trình tổng hợp CHO C c * COOH 'Br 26 Sơ đồ 6: Quy trình tông hợp ỉndenoisoquinoline cỏ dân xuất brom mạch nhánh 3.1.1 Tong hợp hợp chất ỉn d e n o [l,2-c]isoch rom en -5,ll-dỉon (29) Dung dịch phathalide (27) (lOg; 67 mmol ) phthaldehydic acid (26) (8,9 g; 67mmol ) dung môi EtOAc (300ml ) thêm N aO M e (58g; 266 mmol) Phản ứng thực 65°c Ket thúc phản ứng, loại bỏ dung môi m áy cất quay chân không, nhỏ giọt dung dịch HC1 37% (25ml) đến dung dịch chuyển từ mầu đỏ sang màu vàng nhạt, loại bỏ nước nhận sản phẩm thô 28 Hòa tan 28 toluen (200ml) thêm TsOH (0,92 g ; 5,3 mmol) đun hồi lưu (DeanStark) Ket thúc phản ứng , loại bỏ dung môi toluen nhận sản phẩm thô Sản phẩm hòa tan CH CỈ (1 lít) , rửa dung dịch muối NaCl (3x1 lít), làm khan M gS Ơ , cất loại dung môi máy cất quay nhận hợp chất 29, kết tinh dung môi EtOAc thu sản phẩm 29 (9,6 g ) ,hiệu suất phản ứng đạt 58% 3.1.2 Tổng hợp chất 6-allyl-5H -in den o[l,2-c]isoquinolin -5,ll(6H )-dion (66a) Hòa tan hoàn toàn chất 29 (90mg, 0,36 mmol) 5ml C H 2CI , sau bổ sung 3-am inoprop-l-en (22,58mg, 0,396 mol) vào hỗn hợp Hỗn hợp khuấy trì nhiệt độ 20 lần X °c 22 Ket thúc phản ứng, bổ sung 45 ml C H 2CI (3 15 ml) vào hỗn hợp, chiết với 25 ml nước, làm khô Na2SƠ4, cất loại dung 38 môi m áy cất quay chân không thu sản phẩm thô Sản phẩm thô làm sắc ký cột silicagel với hệ dung môi rửa giải hexan/EtOAc (8:2) thu sản phẩm 66a (96,68 mg) với hiệu suất phản ứng 93,57 % 3.1.3 Tong hợp chất 6-(2,3-dỉbrom propyl)-5H -indeno[l,2-c]isoquinolin-5,ll(6H )dion (67) Hòa tan hoàn toàn chất 66a (96,68mg, 0,336 mmol) 5ml CCỈ , sau làm lạnh hỗn hợp phản ứng tới 0°c, nhỏ từ từ brom vào hỗn hợp phản ứng Hỗn hợp khuấy trì nhiệt độ ° c Ket thúc phản ứng, hỗn hợp chiết bang C H 2CI Sau chiết bổ sung thêm 10ml NaO H 10%, làm khô N a SC>4 , quay khô thu sản phẩm thô Sản phẩm thô làm sắc ký cột silica gel với hệ dung môi rửa giải hexan/EtOAc (9:1) thu sản phẩm 67 (44,86 mg) với hiệu suất phản ứng 30 % 3.1.4 Tổng hợp hợp chất 6-(4-brombenzyl)-5H-indeno[l,2-c]isoquỉnoline- ,ll(6 H )-d io n (68) Hòa tan hoàn toàn chất 29 (50,0 mg; 0,20 mmol) CH2C12 (2 ml), sau bổ sung 4-bromobenzylamine (40,9 mg; 0,22 mmol)vào hỗn hợp Hỗn hợp khuấy 24 nhiệt độ phòng Ket thúc phrn ứng, hỗn hợp chiết với CH2C12 (3x5 mL), làm khô N a S , cất loại dung môi m áy cất quay chân không thu sản phẩm thô Sản phẩm thô làm sắc ký cột silicagel với hệ dung môi rửa giải hexan/EtOAc (8:2) để có hợp chất 68 tinh khiết với hiệu suất phán ứng 85% 3.2 Hằng số vật lí kiện phổ hợp chất 3.2.1 H ợp chất in d e n o [l,2-c]isoch rom en -5,ll-dion Trạng thái: màu vàng cam, nhiệt độ nóng chảy 257-259 °c N M R (500 M Hz, CDCI ) ỖH ppm: 8,37 (1H, d, 7=8,0Hz), 8,29 (1H, dd, J= 1,0; 8,0Hz), 7,80 (1H, td, J= 1,0; 1,5; 7,5Hz), 7,59 (1H, d, y=7,0Hz), 7,40-7,53 (4H, m) 13c NM R (125 MHz, CDCI ) ỏc ppm: 189,96 ; 170,59; 160,81; 136,38; 135,99; 133,66; 132,81; 132,67; 131,64; 130,87; 128,39; 123,30; 123,15; 119,82; 118,97; 107,71 39 3.2.2 H ợp chat 6-allyl-5H -ỉndeno[l,2-c]isoquinolin-5,ll(6H )-dion Trạng thái: màu đỏ cam *H N M R (500 MHz, CD CI ) ỒH ppm: 8,68 (IH , d, y=8,0Hz, H-4), 8,32 (1H, d, 7=8,0Hz), 7,71 (1H, td, J= 1,5; 7,5Hz), 7,58 (1H, d, y=7,0Hz), 7,45-7,33 (4H, m), 6,11 (1H, m), 5,30 (1H, dt, J= 1,5; 7,5Hz), 5,21-5,15 (3H, m) 3.2.3 Hợp chất 6-(2,3-dibrom propyl)-5H -indeno[l,2-c]isoquinolin-5,ll(6H )-dion Trạng thái: màu đỏ tím *H N M R (500 M Hz, CD CI ) ỖH ppm: 8,75 (1H, d, y=8,0Hz), 8,35 (1H, đd, y = l,0 ; 7,5Hz), 7,77 (1H, td, J= 1,5; 7,5Hz), 7,72 (1H, d, y=7,5Hz), 7,66 (1H, td, , J= 1,5; 7,0Hz), 7,52-7,41 (3H, m), 5,16 (1H, dd, J= 5,5; 8,5Hz), 4,85 (2H, m), 4,00 (1H, dd, J= 5,0; 6,5Hz), 3,91 (1H, dd, J= 5,0; 6,5Hz) 13c NM R (125 MHz, CDCI3 ) ỗcppm: 190,46 ; 163,68; 155,12; 137,05; 134,83; 134,36; 133,28; 132,31; 131,09; 128,56; 127,59; 123,76; 123,46; 123,30; 122,82; 109,26; 49,21; 48,08; 34,81 3.2.4 H ợp chất 6-(4-brom benzyl)-5H -indeno[l,2-c]isoquinolỉne-5,ll(6H )-dion *H NMR (500 MHz, CDCI ) ỎH ppm: 8.73 (ÌH, d, 7=8,0 Hz, H-2); 8.37 (ÌH, dd, 7=0,5; 8,0 Hz, H-3); 7.77-7.74 (ÌH, m, H-7); 7.60 (1H, dd, J = 1.0; 7.5 Hz, H-8); 7.50-7.46 (3H, m, H-10, H-9 and H-4); 7.3 (1H, d, J = 7.5 Hz; H-2’); 7.28-7.25 (1H, m, H-l); 7.23 (2H, d, 7=7.5 Hz, H-6’ ); 7.10 ( 2H, d, 7=8.5 Hz, H-3’ and H-5’); 5.72 (2H, s, NCH 2) 13c N M R (125 M Hz, CD CI ) ỏc ppm: 206.8; 190.4; 163.4; 155.7; 136.8; 134.9; 134.5; 134.2; 133.2; 132.4; 132.2; 131.0; 128.7; 127.5; 127.4; 123.6; 123.4; 123.3; 122.5; 121.6; 47.6; 30.9 3.3 Ket tháo luận Đe tổng hợp hợp chất 6-(2,3-đibrompropyl)-5H-inđeno[l,2-c]isoquinolin-5,l 1(6H)dion (67) hợp chất 6-(4-brombenzyl)-5H-indeno[ 1,2-c]isoquinoline-5,l l(6H)-dion (68), lựa chọn đường thực phản ứng cộng nuclephin indeno[l,2-c]isochrom en-5,l 1-dion (29) với 3-am inoprop-l-en ( với tổng hợp 67) 4-Brombenzylamin (với tổng hợp 68).Sau sản phẩm thu 66a cho thực phản ứng cộng electronphin với brom thu sản phẩm 67 6-(2,3-đibrompropyl)- 40 5H-indeno[l,2-c]isoquinolin-5,l l(6H )-dion (30%) 70% sản phẩm đibrom tạo muối Đối với phản ứng tổng hợp hợp chất 6-(4-brom benzyl)-5H-inđeno[l ,2c]isoquinoline-5,l l(6H )-dion không cần qua bước Hợp chất 29 tổng hợp qua bước phán ứng, thực phản ứng ngưng tụ phathalide (27) phthaldehydic acid (26) theo phương pháp Shapiro [4][5], có mặt N aO M e dung môi EtOAc, nhiệt độ 65°c, thời gian phản ứng nhận hợp chất trung gian 28 Sau đó, thực phản ứng đóng vòng với PTSA nhận hợp chất lacton 29 hiệu suất đạt 58% Từ hợp chất 29, tiến hành phản ứng cộng với với 3-am inoprop-l-en thu hợp chất 66a có màu đỏ cam với hiệu suất 93,57 %, chế hình thành sản phẩm 66a đề nghị sơ đồ sau : Sơ đồ 7: Cơ chế hình thành sản phâm 66 Hợp chất 66a thu đem thực phản ứng cộng electronphin với brom thu sản phẩm 67 Trên phổ 'H -N M R hợp chất 67 tín hiệu cộng hưởng proton khung indenoisoquinolindion từ ÔH 7,41-8,75 [1] xuất tín hiệu cộng hưởng proton mạch nhánh với độ chuyển dịch ôh5,16 ppm (1H), 5h4,85 ppm (2H), ÔH 4,00 ppm (1H) Ôh 3,91ppm (1H) Ngoài cấu trúc hợp chất 67 41 khẳng định phổ cộng hưởng từ l3C-NM R (Hình 18), phổ xuất tín hiệu khung indenoisoquinolin với tín hiệu đặc trưng nhóm cacbonyl C11 5c 190,46 ppm, nhóm cacbonyl amit ôc 163,68 ppm Tín hiệu 5c 49,21 ppm gán cho cacbon nhóm (Br)CH, tín hiệu cacbon nhóm C H cộng hưởng 5c 48,08 ppm tín hiệu cộng hưởng 5c 34,81 ppm gán cho cacbon nhóm (Br)C H Qua kiện vừa phân tích liệu phổ chi tiết cho phép khẳng định cấu trúc hợp chất 67 L T -C D C 3-C C P D EXPNO PROCNO Paranet.ors 4LTH7.01 T5ỈĨ 3144É.S41 0.479936 1.0420183 32768 15.900 • 10.00 ■ 297.0 : DELTA HCREST HCHRX 125.7719472 I CKANNEL Ỉ2 = — PL12 PL13 STO2 Hình 18: P hổ Ỉ3C -N M R hợp chất 67 Từ hợp chất 29, tiến hành phản ứng cộng với với 4-Brombenzylam in thu hợp chất 68 với hiệu suất 85 % chế hình thành sản phẩm 68 đề nghị sơ đồ sau : 42 Sơ đồ 8: Cơ chế hình thành sản phầm 68 Trên phổ 'H -N M R hợp chất 68 tín hiệu cộng hưởng proton khung in d eno iso quinolindion từ ỖH 7,44-8,73 [1] x u ất tín hiệu cộng h ng proton vòng thơm 7.10, 7.23 tín hiệu tương ứng với proton số tương tác J=8,5 Hz điển hình cho vòng thơm para Ngoài cấu trúc hợp chất 68 khẳng định phổ cộng hưởng từ l3C-NM R , phổ xuất tín hiệu khung indenoisoquinolin với tín hiệu đặc trưng nhóm cacbonyl C - 1 ôc 190,4 ppm, nhóm cacbonyl amit 5c 163,4 ppm Tín hiệu ôc 121,6 ppm gán cho cacbon nhóm (Br)C vòng thơm Qua kiện vừa phân tích liệu phổ chi tiết cho phép khẳng định cấu trúc hợp chất 68 43 Hình 19: Phổ ỉ3 C -N M R hợp chất 68 Qua phân tích trên, xác định công thức hợp chất 67,68 (hình 19) HpBr Br 68 Hình 20: Hợp chất 67,68 44 KẾT LUẬN Khóa luận tốt nghiệp “ Tổng hợp số dẫn xuất indenoisoquinolỉn có dẫn x u ấ t brom m ạch n h ánh ” hoàn thành với kết sau: Đi từ phathalide phthaldehydic acid, tổng hợp thành công hợp chất 6-ị2,3-dibrompropyl)-5H-indeno[ 1,2-c]isoquinolin-5,ll(6H )-dion thông qua bước phản ứng hóa học hợp chất: 5,1 ố-{4-brombenzyỉ)-5H-ỉndeno[l,2-c]ỉsoquỉnoỉine- l(6H )-dion thông qua bước phản ứng Bằng phương pháp phô cộng hưởng từ hạt nhân ('H -N M R , l3C-NM R) kiện phổ tham khảo xác định công thức hợp chất tổng hợp 6(2,3-dibrompropyl)-5H -indeno[ỉ,2-c]isoquinolin-5,ì 1(6H)-dion 6-(4-brombenzyỉ)5H-indeno[ 1,2-c]isoquinoline-5,l (6H)-dion 45 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Lục Quang Tấn, Đặng Thị Tuyết Anh Nguyễn Văn Tuyến, (2013), “Nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất indenoisoquinolin có hoạt tính chống ung thư”, Tạp Chí Hóa học, Tr 534-537 Lục Quang Tấn, Nguyễn Văn Tuyến ( 2013), “Nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất Indenoisoquinoline có nhân thơm mạch nhánh hoạt tính gây độc tế bào”, Tạp chí Hỏa h ọc, T51 (6ABC), Tr 82-85 Tiếng Anh: Won - Jea Cho, Daulat Bikram Khadka cộng , (2011), Bioorganic & Medicinal Chemistry, 19, 1924-1929 Evgeny Kiselev, Dexheimer TS, Pom mier Y, Cushm an Mark, (2010), “Design, synthesis, and evaluation of dibenzo[c,h][l ,6]napthyridines as topoisomerase Ĩ hibitors and potencial”, J Med Chem., 53(24), 8716 - 8726 Gang Ahn, Nadège Schifano - Faux, Jean - François Goossens, Brigitte Baldeyrou, Axel Couture, Pierre Grandclaudon, Amélie Lansiaux, Adina Ryckebusch, (2011), Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 21, 2259-2263 Katherine E Peterson, Maris A Cinelli, Andrew E Morrell, Akhil Mehta, Thomas S Dexheimer, Keli Agama, Smitha Antony, Yves Pom mier Mark Cushman, ( 1 ),/ Med Chem., 54, - 4953 Martin Conda - Sheridan, p V Narasimha Reddy, Andrew Morrell, Brooklyn T Cobb, Christophe M archand, Keli Agama, Adel Chergui, Amélie Renaud, Andrew G Stephen, Lakshman K Bindu, Yves Pom m ier Mark Cushman, (2013), ’’Synthesis and Biological Evaluation of Indenoisoquinolines That Inhibit Both Tyrosyl-DNA Phosphodiesterase I (T d p l) and Topoisomerase I ( T o p i) ”, J Med Chem, 56, 182-200 M uthukam an N agarajan, Andrew M orrell, A lexandra Ioanoviciu, Sm itha Antony, Glenda Kohlhagen, Keli Agama, Melinda Hollingshead, Yves Pom mier Mark Cushman, (2006), J Med Chem.,49, 6283 - 6289 46 [...]... indenoisoquinolincó ý nghĩa thực tiễn vô cùng quan trọng trong việc điều trị ung thư trên thế giới cũng như là ở Việt Nam Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi chọn đề tài cho khóa luận tốt nghiệp là: Nghiên cứu tổng hợp m ột số indenoisoquinolin có dẫn xu ấ t brom ở mạch nhánh 2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tổng hợp ra các dẫn xuất của indenoisoquinolin bằng cách đính các nhóm thế có gắn brom vào khung... hành tông hợp một số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom ở mạch nhánh theo phương pháp thứ tư này với ưu điểm là ít tạo phản ứng phụ với hiệu suất cao 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước Hiện nay, trong nước chưa có công trình nào công bố về tổng hợp các hợp chất khung indenoisoquinolin Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã thành công tổng hợp một số dẫn chất mới của indenoisoquinoline 67: R= -CH2CH(Br)CH2Br... CióHgNOiR 5 1.2 Tình hình nghỉên cứu 1.2.1 Trên thế giới Hợp chất indenoisoquinolin (4) (NSC 314622) được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1978 bởi Mark Cushm an và cộng sự, thể hiện hoạt tính ức chế Top I nên hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của indenoisoquinolin (4) và nghiên cứu hoạt tính ức chế Top I của các dẫn chất của nó M ột số dẫn xuất của indenoisoquinolin như:... công trình khoa học đã làm thành công về đề tài (các đề tài, bài báo tài) - Nghiên cứu các hướng tổng hợp, các cơ chế và dự đoán các hướng sản phẩm của các phản ứng - Tổng hợp một số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom ở mạch nhánh - Tiến hành đo phổ và giải phổ để kiểm tra cấu trúc của sản phẩm tổng hợp 4 CHƯƠNG 1: TỎNG QUAN 1.1 Tổng quan về ỉndenoisoquỉnoline 1.1.1 Công thức cẩu tạo Khung cacbon bao... Các dân xuất ỉndenoỉsoquỉnoỉin có nhóm aminopropyl với nhóm thế ở C3 (I,NH2) Các dẫn chất thế este của indenoisoquinolines có chứa một nhóm thế aminopropyl đều có hoạt tính sinh học, nhưng hoạt tính này giảm khi thêm các đơn vị metylen vào este mạch nhánh và etyl este 39 có một chuỗi bên este ngắn là chất có hoạt tính ức chế các tế bào ung thư cao Các hợp chất này đều có hoạt tính khi mạch nhánh chứa... tả ở sơ đồ 2 tạo thành các dẫn xuất indenoisoquinolin 35 - 37 (sơ đồ 4) [12] Ngoài công trình của Mark Cushman và các cộng sự, có nhiều công trình đã nghiên cứu tổng hợp nhiều dẫn chất của indenoisoquinolin với các nhóm thế vòng A và vòng D khác nhau khi sử dụng các nguyên liệu đầu là các dẫn chất của chất (17) và (21) có các nhóm thế khác nhau Chúng tôi tiến hành tông hợp một số indenoisoquinolin có. .. 0,257 0,617 ơ dạng gel, các indenoisoquinolines chứa nhóm thế dimetylamino có hoạt tính ngăn chặn sự phân cắt DNA ở nồng độ cao 100 |J.M, nhưng hợp chất 49, có một nhóm thế imidazole vào cuối mạch lại không có khả năng này Nghiên cứu DNA duỗi xoắn trên dẫn chất 7-azaindenoisoquinolines ở nồng độ thuốc cao đã chứng minh các hợp chất với nhóm thế N-(3-dimetylaminopropyl) có khả năng tác động đến cấu... ột số nồng độ ức chế tăng trưởng G Ĩ 50 của một số loại tế bào ung thư đã được kiểm nghiệm và chứng minh đối các dẫn xuất có nhóm the imidazolyl propyl (bảng 3).[9] 21 Bảng 3: Hoạt tính gây độc (GI 50 |J.M) của các dẫn chất từ 52 - 54 1.3.4 Các dẫn x u ấ t indenoisoquinolin có vòng m orpholinopropyỉ ở vòng B OpN 56 ,OCH, PCH, OoN 58 Hình 15: Các dân xuất indenoisoquinolin có vòng morpholinopropyl Hợp. .. indenoỉsoquinolỉn có nhóm thế ethanol amino 61 62 Hình 16: Các dân xuât indenoisoquinolin có nhóm thê ethanol amino 23 Tất cả các hợp chất trên đều có chứa nhóm thế ethanol amino mà hoạt tính sinh học lại thể hiện kém hơn so với các hợp chất vừa đề cập ở trên Khi đính nhóm thế nitro ở vị trí số 3 ( Hợp chất 61) có rất ít ảnh hưởng đến khả năng gây độc tế bào (MGM 0,296|iM ) trong khi thay thế vị trí số 9 bằng... và 0,093 ịiM Ngoài ra, các chất 64 và 65a có hoạt tính gây độc tế bào trên một số dòng tế bào ung thư và hoạt tính ức chế top I tương đương và thậm chí cao hơn so với các thuốc Pototecan (2), ĩrinotecan (3) (hình 17) Một số nồng độ ức chế tăng trưởng G I 50 của một số loại tế bào ung thư đã được kiểm nghiệm và chứng minh đối các dẫn xuất có nhóm the N O 2 ở vòng A và các nhóm thế halogen như Cl, F ... Nam Xuất phát từ thực tiễn trên, chọn đề tài cho khóa luận tốt nghiệp là: Nghiên cứu tổng hợp m ột số indenoisoquinolin có dẫn xu ấ t brom mạch nhánh Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tổng hợp dẫn. .. Ngân LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan kết nghiên cứu, số liệu trình bày khóa luận: Nghiên cứu tổng hợp số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh hướng dẫn ThS Lục Quang Tấn hoàn toàn trung... - Nghiên cứu hướng tổng hợp, chế dự đoán hướng sản phẩm phản ứng - Tổng hợp số indenoisoquinolin có dẫn xuất brom mạch nhánh - Tiến hành đo phổ giải phổ để kiểm tra cấu trúc sản phẩm tổng hợp