BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI PHẠM VĂN HIỂN TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT CHỨA KHUNG ADAMANTAN LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA DƯỢC MÃ SỐ: 62720403 Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Phan Đình Châu PGS TS Phan Thị Phương Dung HÀ NỘI, NĂM 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình khoa học riêng Các số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Nghiên cứu sinh Phạm Văn Hiển LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực đề tài với nỗ lực cố gắng, trách nhiệm cao nghiên cứu học thuật, thời điểm hoàn thành luận án lúc xin phép bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới người dạy dỗ, hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian qua Trước hết, với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn đến GS TSKH Phan Đình Châu, Bộ mơn Cơng nghệ Hóa dược & Bảo vệ thực vật, Viện Kỹ thuật hóa học, Đại học Bách khoa Hà Nội, PGS TS Phan Thị Phương Dung, Bộ mơn Hóa dược, Đại học Dược Hà Nội người thầy trực tiếp hướng dẫn tận tình bảo tơi thời gian thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo, cô giáo anh chị kỹ thuật viên Bộ mơn Hóa Dược – trường Đại học Dược Hà Nội, Viện Hàn lâm khoa học Công nghệ Việt Nam giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Đảng ủy, Ban Giám đốc Học viện Quân y, PGS.TS Vũ Bình Dương tồn thể lãnh đạo, huy, cán bộ, nhân viên, chiến sĩ Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng sản xuất thuốc Học viện Quân y tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thực luận án Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn chân thành đến người thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, thầy giáo, cô giáo kịp thời động viên khích lệ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 08 tháng năm 2021 Nghiên cứu sinh Phạm Văn Hiển MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN Trang 1.1 TỔNG QUAN CÁC HỢP CHẤT MANG KHUNG ADAMANTAN 1.1.1 Tác dụng sinh học hợp chất mang khung adamantan 1.1.2 Tổng hợp dẫn chất mang khung adamantan 1.2 TỔNG QUAN CÁC HỢP CHẤT AZOMETHIN 1.2.1 Tác dụng sinh học hợp chất azomethin 1.2.2 Tổng hợp hợp chất azomethin 1.3 TỔNG QUAN CÁC HỢP CHẤT 1,3-THIAZOLIDIN-4-ON 19 19 27 29 1.3.1 Tác dụng sinh học hợp chất 1,3-thiazolidin-4-on 29 1.3.2 Tổng hợp hợp chất 1,3-thiazolidin-4-on 1.4 DỰ ĐOÁN ĐẶC TÍNH LÝ HĨA, DƯỢC ĐỘNG HỌC, TÍNH GIỐNG THUỐC VÀ MỘT SỐ ĐÍCH TÁC DỤNG 1.4.1 Các số liên quan đến đặc tính lý hóa dược động học 1.4.2 Tính giống thuốc 1.4.3 Đích tác dụng Chương NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ 2.1.1 Nguyên vật liệu, hóa chất, dung mơi 2.1.2 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 2.1.3 Các dòng tế bào ung thư chủng vi sinh vật gây bệnh 2.2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Nội dung nghiên cứu 2.2.2 Phương pháp tổng hợp 2.2.2 Phương pháp phân tích cấu trúc 2.2.3 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học chất tổng hợp 33 34 34 37 38 42 42 42 43 44 45 45 45 47 47 2.2.4 Phương pháp dự đoán số đặc tính lý hóa, dược động học, 50 tính giống thuốc đích tác dụng hợp chất tiềm 2.3 ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU Chương THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 50 51 3.1 TỔNG HỢP VÀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ DẪN CHẤT MANG KHUNG ADAMANTAN 3.1.1 Tổng hợp khẳng định cấu trúc base Schiff Va-j 51 3.1.2 Tổng hợp khẳng định cấu trúc thiosemicarbazon VIIIak IXa-j 57 3.1.3 Tổng hợp xác định cấu trúc carbohydrazon XIIIa-m XIVa-f 70 3.1.4 Tổng hợp khẳng định cấu trúc 1,3-thiazolidin-4-on XVa-i 3.2 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT MANG KHUNG ADAMANTAN 79 51 84 3.2.1 Đánh giá tác dụng sinh học base Schiff Va-j 84 3.2.2 Đánh giá tác dụng sinh học thiosemicarbazon VIIIa-q 3.2.3 Đánh giá tác dụng sinh học thiosemicarbazon IXa-k 3.2.4 Đánh giá tác dụng sinh học carbohydrazon XIIIa-m 87 91 93 3.2.5 Đánh giá tác dụng sinh học carbohydrazon XIVa-f 3.2.6 Đánh giá tác dụng sinh học 1,3-thiazolidin-4-on XVa-i 3.2 KẾT QUẢ DỰ ĐỐN MỘT SỐ ĐẶC TÍNH LÝ HĨA, DƯỢC ĐỘNG HỌC, TÍNH GIỐNG THUỐC VÀ ĐÍCH TÁC DỤNG CỦA CÁC HỢP CHẤT TIỀM NĂNG Chương BÀN LUẬN 96 98 100 102 4.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 4.1.1 Phản ứng tổng hợp base Schiff Va-j 4.1.2 Phản ứng tổng hợp thiosemicarbazon VIIIa-q IXa-k 4.1.3 Phản ứng tổng hợp carbohydrazon XIIIa-m XIVa-f 4.1.4 Phản ứng tổng hợp 1,3-thiazolidin-4-on XVa-i 4.2 KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC HỢP CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC 102 102 104 106 107 108 4.2.1 Khẳng định cấu trúc base Schiff Va-j 4.2.2 Khẳng định cấu trúc thiosemicarbazon VIIIa-q IXa-k 109 115 4.2.3 Khẳng định cấu trúc carbohydrazon XIIIa-m XIVa-f 123 4.2.4 Khẳng định cấu trúc 1,3-thiazolidin-4-on XVa-i 128 4.3 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC HỢP CHẤT MANG KHUNG ADAMANTAN ĐÃ TỔNG HỢP ĐƯỢC 133 4.3.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 4.3.2 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư dự đoán số đích tác dụng 133 137 4.4 DỰ ĐỐN CÁC ĐẶC TÍNH LÝ HĨA, DƯỢC ĐỘNG HỌC, TÍNH GIỐNG THUỐC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT KHUNG 147 ADAMANTAN ĐÃ TỔNG HỢP 4.4.1 Dự đốn đặc tính lý hóa dược động học 4.4.2 Tính giống thuốc 147 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 152 153 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 155 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt/ký hiệu 13 C-NMR H-NMR AcOH Adarom BC CA CFU CHM CPT CS CS DCM DEPT DMEM DMSO EC EF Et EtOH FBS FT-IR HIV HMBC HSQC IC50 i-pro IR IU Me MeOH MIC Tên đầy đủ : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13C (13C - Nuclear Magnetic Resonance) : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H - Nuclear Magnetic Resonance) : Acetic acid : Gốc adamantyl : Nhân thơm : Bacillus cereus : Candida albicans : Số vi sinh vật đơn vị đo : Cycloheximid : Camptothecin : cộng : Phần trăm tế bào sống sót (Cell Survival) : Dichloromethan : Phổ DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer) : Tên môi trường dinh dưỡng nuôi cấy tế bào (Dubecco’s Modified Eagle Media) : Dimethyl sulfoxid : Escherichia coli : Enterococcus feacalis : Ethyl : Ethanol : Huyết tương bào thai bò (Fetal Bovine Serum) : Phổ chuyển đổi hồng ngoại Fourier : Virus gây suy giảm miễn dịch mắc phải (Human Immunodeficiency Virus) : Phổ tương quan dị hạt nhân đa liên kết (Heteronuclear single quantum correlation) : Phổ tương quan dị hạt nhân đơn liên kết (Heteronuclear single quantum correlation) : Nồng độ ức chế 50% (Inhibitory Concentration 50 %) : Isopropanol : Phổ hồng ngoại (Infrared Spectrometry) : Đơn vị đo hoạt lực kháng sinh : Methyl : Methanol : Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimal Inhibitory Concentration) Chữ viết tắt/ký hiệu MMP MR MRSA MS MTT n-BuOH OD PA Ph ROS RPMI 1640 SA SE STM TB TBUT TKTW TLC TLPT TMTD TPSA ν s d dd t q m Tên đầy đủ : Nhóm proteinase phụ thuộc kim loại (Matrix Metaloproteinase) : Chỉ số khúc xạ mol phân tử (Molar refractivity) : Chủng tụ cầu vàng kháng methicillin (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) : Phổ khối lượng (Mass spectrometry) : Methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromid : n-Butanol : Mật độ quang (Optical density) : Pseudomonas aeruginosa : Phenyl : Gốc oxy hoạt động (Reactive Oxigen Special) : Tên môi trường nuôi cấy tế bào : Staphylococcus aureus : Salmonella enterica : Streptomycin : Tế bào : Tế bào ung thư : Thần kinh trung ương : Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography) : Trọng lượng phân tử : Tetramethyl thiuram disulfid : Tổng diện tích bề mặt phân cực phân tử (Topological Polar Surface Area) : Dao động hóa trị : Dạng singlet : Dạng doublet : Dạng doublet-doublet : Dạng triplet : Dạng quartet : Dạng multiplet Ký hiệu số dịng tế bào ung thư protein đích: H292, H460, A549, SK-MES-1, Calu-1, Calu-6, H441, H209, H82, NICH460: Tên dòng TBUT phổi MeWo, SK-Mel-23, MV-3, UACC-62: Tên dòng TBUT hắc tố C33A: Tên dòng TBUT tủy sống PE01, PE04, PE01CDDP, PE014, IGROV-1, ADR/RES, OVCAR-03:Tên dòng TBUT buồng trứng MCF-7: Tên dòng TBUT vú HL-60R, HL-60, K562, THP-1, P-388, CCRF: Tên dòng TBUT bạch cầu SGC-7901, MGC803: Tên dòng TBUT dày Hela: Tên dòng TBUT cổ tử cung HepG2, Hep3B, Hep2B, BEL7402: Tên dòng TBUT gan 10 U251: Tên dòng TBUT thần kinh đệm 11 PC-3: Tên dòng TBUT tiền liệt tuyến 12 HT-29, HCT-116: Tên dòng TBUT đại tràng 13 PANC-1: Tên dòng TBUT tụy tạng 14 EC109: Tên dòng TBUT thực quản 15 EPHX1; PIM1; PIM2; AKT; AURKB; CDC/DBF4; PKC; GSTP1; GSTM2; MGLL; ALOX15; TERT; PARP1; AKT; IDH1: Tên quy ước quốc tế số protein DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng Tên bảng 2.1 3.1 Các hóa chất sử dụng nghiên cứu Nồng độ ức chế tối thiểu base Schiff Va-j chủng vi sinh vật thử nghiệm Hoạt tính gây độc dịng tế bào ung thư base Schiff Vaj nồng độ thử nghiệm Nồng độ ức chế tối thiểu thiosemicarbazon VIIIa-q chủng vi sinh vật thử nghiệm Hoạt tính gây độc dịng tế bào ung thư thiosemicarbazon VIIIa-q nồng độ thử nghiệm Nồng độ ức chế tối thiểu thiosemicarbazon IXa-k chủng vi sinh vật thử nghiệm Hoạt tính gây độc tế bào ung thư thiosemicarbazon IXa-k nồng độ thử nghiệm Nồng độ ức chế tối thiểu carbohydrazon XIIIa-m chủng vi sinh vật thử nghiệm Hoạt tính gây độc tế bào ung thư carbohydrazon XIIIa-m nồng độ thử nghiệm Nồng độ ức chế tối thiểu carbohydrazon XIVa-f chủng vi sinh vật thử nghiệm Hoạt tính gây độc tế bào ung thư carbohydrazon XIVa-f nồng độ thử nghiệm Bảng tổng hợp phân tích phổ hợp chất Va Bảng tổng hợp phân tích phổ hợp chất VIIIa Bảng tổng hợp phân tích phổ hợp chất XIIIa Bảng tổng hợp phân tích phổ hợp chất XVa Nồng độ gây độc 50% Vf Vh dòng tế bào ung thư Nồng độ gây độc 50% số thiosemicarbazon VIIIa-q dòng tế bào ung thư Dự đốn số đích tác dụng chất tiềm dãy VIIIaq Nồng độ gây độc 50% XVf XVh dòng tế bào ung thư 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Trang 42 85 86 87 88 91 92 93 95 96 97 115 122 128 131 138 140 141 144 ceNG HoA xA ugr cuu Ncnia DOc l4p - TrI - vlpr NAM Hanh phrftc Hd N|| ngdy 08 thdng ndm 2021 BAO CAO STII CH TA LUAN AN TMN Si DTIOC HOC CAP TRTIONG Kinh gfri: - Hgi tt6ng ddnh gi|lufln 6n ti;5n si dugc hgc c6p Trucrng Phdng Sau d4i hgc Trudng dpi hgc Duoc Ha NQi H9 vd t6n NCS: Ph4m VIn Hi6n TOn dC tdi lufln in; "Tdng hqp vd ttdnh giti ttic cl4ng sinh h,gc cfia mQt chfu chiru khung adomontan" sO n,qp Chuy6n ngdnh: H6a dugc M6 s6: 62720403 DE b6o vq lufln 6n ti6n si dugc hoc vdo hOi OS gid ngdy 29 thing ndm 2021 tpi Phong HOi d6ng, Trulng D4i hgc Dugc Hd Nqi theo Quy6t dlnh s6 ntqO-DHN ngdy 03 thSng 02 ndm202l ctla HiQu trucrng Truorrg Dpi hgc Dugc Ha NQi Ngr DUNG SUA CHfrA, HOAN CHiNH Nhiing nQi dung di dugc sfra chfra theo y6u cAu cria HQi tl6ng: (1) G6p y: PhAn dAt vAn dC c6 th6 ngan gon hon bdng c6ch chuy6n phAn nQi dung nghiCn criu sang chucmg (Ph6n Nguy6n vat liQu, nQi dung vd phucrng ph6p nghiCn cuu) (l) ngin lai phAn dpt vAn ae aC cd dgng hon; chuy6n phAn nQi dung nghiCn c{ru sang chucrng theo g6p y cta HQi d6ng Sau sr?a: NCS dd sr?a chira (2) G.op y: Xem lai k6t lufln cria luQn 6n vd mqc (d6ng g6p mdj cria lu4n 6n - bin t6m tit): "t6c dqng tr6n c6c chring Gram (-) ld tuong dOi han che", n6n ghi ld kh6ng c6tdc dUng (2) Sau sria: NCS trdn trgng c6m on e6p i,cria HQi d6ng.NCS dE vi6t lai phAn tcrit tuan vd mgc (nhftng d6ng g6p mdi cria lu4n 6n - bin t6m tit) theo ggi y cta HQi dirng; da ghi rO ld khdng c6 t5c dUng tr6n cdc ching Gram (-) tht nghiQm (3) G6p y: Ktit lu{n cria lu4n 6n 2,5 trangqud ddi, n6n vi6t l4i cO dgng hcrn (3) Sau sria: NCS da vi6t lai phin ktit tuan d0 c6 dgng hcrn theo nhu g6p y cria HQi il6ng (a) G6p y: Xem l4i thdng nh6t c6ch vi6t tLtt< theo thri tu trich d6n hay theo ng6n ngt Ni5u theo ngdn ngfi thi n0n x6p titing Viqt, Ti6ng Anh vd tiiSng nu6c kh5c, trong.d6 c6 tdi liQu 36 vd 110 la ti6ng Eric Ri0ng tdi liQu 36 tir ndm 1924, nOn xem x6t n6u kh6ng cdn thi€t c6 th6 cdt b6 bcrt (4) Sau sira: NCS trdn trgng c6m crn ggp y cira HQi d6ng NCS dA sria l4i danh mpc tdi liQu tham kh6o theo e6p ! cria HQi d6ng vd theo hu6ng ddn vi6t tdi liQu tham kh6o theo Quy chi5 ddo t4o trinh d0 TS cria HiQu tru&ng Trucrng Dai hqc Dugc Hd N6i ban hdnh kdm theo Quy6t dinh sO SZSIQO-DHN ngiry 0211012015 (5) G6p y: MCF-7 ld ddng tri bao ung thu vri (trang 2) (5) Sau sria: NCS ti6p thu y kitin cria HQi d6ng Dd sria lai l6i chinh ti vC ky hiQu dong t6 bao MCF-7 ld ddng tti bao ung thu vri (trang 2) (6) G6p y: Ki5t lufln trang 154: mqc 2.a: thdngnh6t da thir hoat tinh cfra 65166 hqrp chAt hay 65165 hqp chAt; 49166? 56165?;61166 (6) Sau sria: NCS trdn trgng c6m on e6p ! cira HOi d6ng vd xin giAi trinh nhu sau Do hqp chdt Vb tdng hqp dugc v6i lugng it, qud trinh ddnh gi6 t6c dung sinh hgc kh6ng di dC pha m5u thri n6n mQt sO thri nghiQm ho4t tinh sinh hoc chua thUc hien dugc v6i hgp chSt ndy Chinh vi th6 n6n mQt sO t6c dung chi thir duoc tr6n 65 hqp ch6t NCS tii5p thu y kitin cria HQi d6ng, dd vi6t l4i hdnh vdn dC ngudi dqc d5 theo d6i hcrn (7) G6p y:BO sung th6ng tin chir vi6ttlt,lh6ng thucrng tru6c m6i chn dAu ti6n vi6t tit cdn ghi