Tài liệu Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6 (2–hydroxy–3– morpholinopropyl) 5h indeno[1,2 c]isoquinoline 5,11(6h) dione

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ====== NGUYỄN THỊ THU HÀ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA 6-(2–HYDROXY–3– MORPHOLINOPROPYL)-5H-INDENO[1,2C]ISOQUINOLINE-5,11(6H)-DIONE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS. LỤC QUANG TẤN HÀ NỘI, 2016 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp này đƣợc hoàn thành tại phòng Hóa dƣợc, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến và các Thầy Cô làm việc tại phòng Hóa Dƣợc, Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ để em đƣợc nghiên cứu, học tập và hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình. Với tất cả sự kính trọng và biết ơn chân thành, sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn đến TS. Lục Quang Tấn đã định hƣớng và hƣớng dẫn em tận tình trong suốt thời gian em làm đề tài khóa luận tốt nghiệp. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, ban chủ nhiệm khoa cùng toàn thể các Thầy Cô trong Khoa Hóa học đã hết lòng quan tâm, dìu dắt và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại trƣờng và hoàn thiện khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn gia đình, ngƣời thân, bạn bè đã luôn tạo điều kiện động viên, khích lệ giúp em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp cuả mình. Hà Nội, tháng 5 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Thu Hà LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan các kết quả nghiên cứu, số liệu đƣợc trình bày trong khóa luận: “Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6-(2-hydroxy-3morpholinopropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dione” dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Lục Quang Tấn là hoàn toàn trung thực và không trùng với kết quả của tác giả khác. Hà Nội, tháng 5 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Thu Hà MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................. 3 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................. 4 1.1. Tổng quan về indenoisoquinoline .......................................................... 4 1.1.1. Công thức cấu tạo............................................................................ 4 1.1.2. Mô hình phân tử trong không gian.................................................. 4 1.1.3. Công thức phân tử: C16H8NO2R...................................................... 4 1.2. Tổng quan về morpholine ...................................................................... 4 1.2.1. Công thức cấu tạo............................................................................ 5 1.2.2. Mô hình phân tử trong không gian.................................................. 5 1.2.3. Công thức phân tử: C4H9NO ........................................................... 5 1.2.4. Ứng dụng ......................................................................................... 5 1.2.5. Các nghiên cứu về ung thƣ ở ngƣời và động vật thí nghiệm .......... 7 1.2.5.1. Các nghiên cứu về ung thƣ ở ngƣời ......................................... 7 1.2.5.2. Các nghiên cứu về ung thƣ ở động vật thí nghiệm .................. 7 1.3. Tình hình nghiên cứu ............................................................................. 7 1.3.1. Trên thế giới .................................................................................... 7 1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc .................................................. 11 1.4. Hoạt tính sinh học của một số dẫn xuất indenoisoquinoline ............... 12 1.4.1. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl ở vòng B ................................................................................................................. 12 1.4.2. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl ở vòng B .............................................................. 16 1.4.3. Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng morpholinopropyl ở vòng B ..................................................................................................... 17 1.5. Tổng quan về các phƣơng pháp nghiên cứu trong tổng hợp hữu cơ ... 18 1.5.1. Phƣơng pháp sắc kí bản mỏng ...................................................... 18 1.5.2. Chiết .............................................................................................. 19 1.5.3. Loại bỏ dung môi ở áp suất thấp ................................................... 19 1.5.4. Sắc kí cột ....................................................................................... 19 1.5.5. Phƣơng pháp nhồi cột huyền phù.................................................. 20 1.5.6. Phƣơng pháp lựa chọn chất hấp phụ và dung môi chạy cột sắc kí 20 1.5.6.1. Chọn chất hấp phụ.................................................................. 20 1.5.6.2. Lựa chọn dung môi chạy cột sắc kí........................................ 20 1.5.6.3. Tỉ lệ giữa lƣợng mẫu chất cần tách với kích thƣớc cột.......... 21 1.5.6.4. Tỉ lệ giữa chiều cao lƣợng silicagel và đƣờng kính trong của cột sắc kí .............................................................................................. 21 1.6. Tổng quan về các phƣơng pháp xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ .... 24 1.6.1.Điểm nóng chảy (Mp) .................................................................... 24 1.6.2. Độ quay cực ([α]D) ........................................................................ 24 1.6.3. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonancespectroscopy, NMR) .............................................................. 25 1.6.4. Phổ khối lƣợng (Mass spectrocopy, MS)...................................... 26 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG ............................................................................ 27 VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................ 27 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu .......................................................................... 27 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu...................................................................... 27 2.3. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................ 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................... 29 VÀ THẢO LUẬN ........................................................................................... 29 3.1. Quy trình tổng hợp ................................................................................. 29 3.1.1. Tổng hợp indeno[1,2-c]isochromen-5,11-dione (33) ................... 29 3.1.2. Tổng hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)dione (60). ............................................................................................... 30 3.1.3 Tổng hợp hợp chất 6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[1,2c]isoquinoline-5,11(6H)-dione (61) ........................................................ 30 3.1.4. Tổng hợp chất 6-(2’-hydroxy-3’-morpholinopropyl)-5Hindeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dione (62). .................................... 31 3.2. Hằng số vật lí và các dữ kiện phổ của các hợp chất ............................ 31 3.2.1. Hợp chất indeno[1,2-c]isochromen-5,11-dione (33) .................... 31 3.2.2. Hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dione (60) .......................................................................................................... 32 3.2.3. Hợp chất 6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[1,2c]isoquinoline-5,11(6H)-dione (61) ........................................................ 32 3.2.4. Hợp chất indenoisoquinoline 62 ................................................... 35 3.3. Thử hoạt tính gây độc tế bào ................................................................ 35 3.4. Kết quả và thảo luận ............................................................................. 36 3.4.1. Hợp chất indeno[1,2-c]isochromen-5,11-dione (33) .................... 36 3.4.2. Hợp chất 6-allyl-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dione (60). ......................................................................................................... 40 3.4.3. Hợp chất 6-(3’-bromo-2’-hydroxypropyl)-5H-indeno[1,2c]isoquinoline-5,11(6H)-dione (61) ........................................................ 40 3.4.4. Hợp chất indenoisoquinoline 62 ................................................... 43 3.4.5. Thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất đƣợc tổng hợp .... 46 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 48 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................ 49 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT [α]D Độ quay cực Specific Optical Rotation 1 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton H – NMR Proton Magnetic Resonance Spectroscopy 13 C – NMR Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân cacbon 13 Carbon – 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 2D – NMR Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân hai chiều Two – Dimentional NMR DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer EI – MS Phổ khối lƣợng va chạm elctron Electron Impact Mass Spectrometry ESI – MS Phổ khối lƣợng phun mù điện tử Electron Spray ionizasion Mass Spectra EtOAc Ethylacetat HMBC Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity HMQC Heteronuclear Mutiple Quantum Coherence IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy o Độ Cencius C Me Nhóm Methyl Mp Điểm nóng chảy NBS N-Bromosuccinimide MS Phổ khối lƣợng Mass Spectroscopy NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy PTSA p-Toluenesulfonic acid THF Tetrahidrofuran DMAP 4-Dimethylaminopyridine DMF Dimethylfomamide EDCI 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide NBS N-Bromsuccinimide Top1 Topoisomerase I DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1: Các con đƣờng tổng hợp indeoisoquinoline................................................. 8 Sơ đồ 2: Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquuinoline nhờ phản ứng ngƣng tụ của homophthalic anhydride với các bazơ Schiff khác nhau............................................ 9 Sơ đồ 3: Tổng hợp các indenoisoquinoline bằng phản ứng ngƣng tụ 2carboxybenzaldehyde và phthalide. ........................................................................... 10 Sơ đồ 4: Tổng hợp các indenoisoquinoline bằng phản ứng ngƣng tụ của 6-cyano3-hydroxyphthalide với phthalide............................................................................... 10 Sơ đồ 6: Quy trình tổng hợp hợp chất 6-(2–hydroxyl–3–morpholinopropyl)-5Hindeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dione ................................................................ 29 Sơ đồ 8: Sơ đồ tổng hợp indenoisoquinoline 60 ...................................................... 40 Sơ đồ 10: Tổng hợp indenoisoquinoline 62 chứa các nhóm thế dị vòng no. ......... 43 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1: Camptothecin và một số dẫn xuất ............................................................2 Hình 2: Các chất ức chế topoisomerase I ..............................................................3 Hình 3: Mô hình phân tử không gian của indenoisoquinoline .............................4 Hình 4: Mô hình phân tử không gian của morpholine ..........................................5 Hình 5: Một số dẫn xuất indenoisoquinoline bƣớc đầu đƣợc nghiên cứu bởi Mark Cushman ......................................................................................................8 Hình 6: Hợp chất 6-(2-hyroxy-3-morpholinopropyl)-5H-indeno[1,2c]isoquinoline-5,11(6H)-dione ............................................................................11 Hình 7: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl ( 42a- 44b) ...12 Hình 8: Mô hình liên kết giả của 43 trong trung tâm hoạt đông của Tdp1 ........13 Hình 9: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl (45a,b) .........14 Hình 10: Khảo sát hoạt tính của hợp chất 45a,c. ................................................14 Hình 11: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm aminopropyl với nhóm thế ở C3 (I,NH2) ...................................................................................................15 Hình 12: Một số dẫn chất của indenoisoquinoline khi thay thế nhóm –NH2 bằng 1 số nhóm khác ( -OH, -Br, N3, morpholinyl….) ......................................15 Hình 13: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có nhóm thế dimethylaminopropyl.16 Hình 14: Các dẫn xuất indenoisoquinoline có vòng morpholinopropyl .............17 Hình 15: Cấu trúc X-ray đơn tinh thể của hợp chất 61 .......................................33 Hình 17: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 33 .............................................38 Hình 18: Phổ 13C-NMR của hợp chất 33 ............................................................39 Hình 19: Phổ 13C-NMR giãn rộng của hợp chất 33 ............................................39 Hình 20: Phổ 1H-NMR của hợp chất 61 .............................................................41 Hình 21: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 61 .............................................42 Hình 22: Mô hình cấu trúc phân tử của hợp chất 61 theo phƣơng pháp X-ray tinh thể. ................................................................................................................42 Hình 23: Phổ 1H-NMR của hợp chất 62 .............................................................44 Hình 24: Phổ 1H-NMR giãn rộng của hợp chất 62 .............................................45 Hình 25: Phổ 13C-NMR của hợp chất 62 ............................................................46 Bảng 1: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào (IC50a) và hoạt tính ức chế Top1 của các dẫn xuất indenoisoquinoline từ 42a-44b...............................................12 Bảng 2: Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 52,54, 55. ................16 Bảng 3: Hoạt tính gây độc (GI50 µM) của các dẫn chất từ 59 – 62 ...................18 Bảng 4: Độ dài các liên kết trong hợp chất 61 ....................................................33 Bảng 5: Các góc liên kết trong hợp chất 61 ........................................................34 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Ung thƣ là một trong những vấn đề toàn cầu mà nhân loại đang phải đối phó, đây là căn bệnh nguy hiểm cần sự chung tay của cộng đồng. Mỗi năm ƣớc tính thế giới có thêm 14,1 triệu ca bệnh nhân mắc ung thƣ, 8,2 triệu ngƣời chết vì căn bệnh này, trong đó có đến hơn 4 triệu ngƣời chết trẻ chỉ trong độ tuổi từ 30 – 69 tuổi, nếu không đƣợc kiểm soát thì đến năm 2025 con số này đƣợc dự đoán sẽ tăng lên đến 19,3 triệu ca bệnh nhân ung thƣ mới và đến hơn 11,5 triệu ngƣời có thể tử vong vì căn bệnh này. Tại Việt Nam, trung bình hàng năm có thêm 200.000 ca bệnh nhân đƣợc chẩn đoán mắc ung thƣ mới và có đến hơn 70.000 trƣờng hợp tử vong, số ngƣời chết vì ung thƣ tại Việt Nam chiếm đến 73,5% tổng số ngƣời bệnh [16]. Tất cả những số liệu trên đủ để thấy ung thƣ đang có ảnh hƣởng nhƣ thế nào đối với sức khỏe và tính mạng của con ngƣời không chỉ ở Việt Nam mà còn ở trên toàn thế giới. Ngày nay, chúng ta có thể để điều trị ung thƣ trên cấp độ tế bào với độ chính xác và hiệu quả khá cao. Trong đó, Topoisomease là những đích đến hiệu quả trong việc nghiên cứu và tổng hợp thuốc chống ung thƣ do enzym này hoạt động rất mạnh ở các tế bào đang tăng sinh đặc biệt là các tế bào ung thƣ. Topoisomerase là các enzyme có mặt ở mọi nơi, có khả năng điều khiển sự siêu xoắn và làm rối DNA. Chúng rất cần thiết trong quá trình phiên mã và sao mã, và các chất ức chế topoisomerase là một trong những thuốc chống ung thƣ và kháng khuẩn hiệu quả và thông dụng nhất [15]. Trong cơ thể sống, Topoisomerase I (Top I) là enzym xúc tác cho nhiều thay đổi về cấu trúc liên kết của phân tử DNA. Vai trò của Top I là để tháo xoắn DNA bằng cách tạo ra một sợi nucleotit duy nhất. Trong đó enzyme sẽ liên kết hóa trị với DNA cho đến khi đóng xoắn. Nhƣ vậy sự tồn tại và phát triển của tế bào nhân chuẩn phụ thuộc vào enzyme Top I. Do đó, nó là mục đích trị liệu tiềm năng trong việc điều trị chống ung thƣ [8]. Trƣớc đây, ngƣời ta sử dụng camptothecin (1) nhƣ chất gây ức chế Top I. Các dẫn xuất Camptothecin nhƣ Topotecan (2), Irinotecan (3) là các chất gây ức chế Top I duy nhất hiện đƣợc Cục Quản lý Thực phẩm và Dƣợc phẩm 1 Hoa Kỳ (The U.S.Food and Drug Administration) cấp phép làm thuốc chống ung thƣ [10]. Các hợp chất này là sản phẩm tan trong nƣớc đƣợc bán tổng hợp từ campothecin alkaloid thực vật. Các hoạt động chống ung thƣ mạnh của camptothecin đƣợc biết đến từ 20 năm trƣớc khi việc xác định các Top 1 nhƣ mục tiêu phân tử của nó. Topotecan (2) (Hycamtin) đƣợc sử dụng cho chống ung thƣ buồng trứng và ung thƣ phổi tế bào nhỏ tái diễn (SCL). Irinotecan (3) (Camptosar, Campto) đƣợc sử dụng rộng rãi trong điều trị khối u ác tính ở đƣờng tiêu hóa (ruột và dạ dày). Topotecan và Irinotecan cũng đƣợc dùng trong điều trị khối u ác tính ở não (glioblastomas), sarcomas và ung thƣ cổ tử cung. Irinotecan là một tiền chất, nó dễ dàng bị thủy phân với hoạt tính chuyển hóa của nó [15]. Tuy nhiên, các camptothecin cũng gặp phải các vấn đề về dƣợc học, đáng chú ý nhất sự thủy phân của vòng E (vòng lacton) ngay cả trong môi trƣờng pH sinh lý mà kết quả cho một sản phẩm axit hydroxy có ái lực cao với albumin huyết thanh ở ngƣời. Hình 1: Camptothecin và một số dẫn xuất Do những nhƣợc điểm của Camptothecin nhƣ vậy, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tổng hợp các indenoisoquinoline để gây ức chế Top I. Không giống nhƣ các camptothecins, indenoisoquinoline 4 là lớp chất ổn định, không bị thủy phân nhƣng lại có hoạt tính sinh học rất thấp và nhiều hợp chất trong lớp này có hoạt tính kháng sinh cao. Chính vì vậy, những nghiên cứu cần đƣợc mở rộng để cải thiện hoạt tính sinh học của indenoisoquinoline. Những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các hợp chất 5-7 (Hình 2) đại diện cho các dẫn chất mới lạ với tiềm năng tƣơng đƣơng với tiềm năng của camptothecin và mạnh hơn khoảng 1000 lần các phân tử ban đầu 4 [3]. Indenoisoquinoline là một lớp chất 2 mới của chất ức chế Top1, nó gây độc tế bào trong nuôi cấy tế bào ung thƣ và do đó đang đƣợc phát triển nhƣ chất chống ung thƣ tiềm năng. Việc nâng cao hoạt tính sinh học của các indenoisoquinoline có ý nghĩa thực tiễn vô cùng quan trọng trong việc điều trị ung thƣ trên thế giới cũng nhƣ là ở Việt Nam. Hình 2: Các chất ức chế topoisomerase I Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi chọn đề tài cho khóa luận tốt nghiệp là: “Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6-(2–hydroxy–3– morpholinopropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dione” 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tổng hợp ra dẫn xuất của indenoisoquinoline nhằm tăng hoạt tính sinh học của các indenoisoquinoline. Từ đó tạo cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực tổng hợp các hợp chất hữu cơ nói chung và nâng cao hoạt tính sinh học cho các dẫn chất của indenoisoquinoline nói riêng, góp phần vào sự phát triển của y học thế giới cũng nhƣ y học Việt Nam hiện đại về lĩnh vực chống ung thƣ. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài (các đề tài, bài báo cáo khoa học, các công trình khoa học đã làm thành công về đề tài). - Nghiên cứu các hƣớng tổng hợp, các cơ chế và dự đoán các hƣớng sản phẩm của các phản ứng. - Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của 6-(2–hydroxy–3– morpholinopropyl)-5H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11(6H)-dione - Xác định cấu trúc của sản phẩm tổng hợp - Tiến hành đo phổ và giải phổ để kiểm tra cấu trúc của sản phẩm tổng hợp. 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về indenoisoquinoline 1.1.1. Công thức cấu tạo O D C A B N R O Khung cacbon bao gồm vòng A và B là vòng isoquinoline và vòng C và D là vòng indeno Danh pháp: 6-R-6H-indeno[1,2-c]isoquinoline-5,11-dione. 1.1.2. Mô hình phân tử trong không gian Hình 3: Mô hình phân tử không gian của indenoisoquinoline 1.1.3. Công thức phân tử: C16H8NO2R 1.2. Tổng quan về morpholine Morpholine là chất lỏng không màu, có mùi giống mùi cá. Morpholine đƣợc sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Morpholine có tính chất kháng khuẩn và chống nấm đã đƣợc chứng minh trên các sinh vật gây bệnh. Morpholine là một hóa chất cực kỳ linh hoạt với nhiều ứng dụng quan trọng. Nó đƣợc sử dụng nhƣ một chất trung gian trong sản xuất hóa chất cao 4 su và chất làm sáng quang học. Nó cũng đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ một chất ức chế ăn mòn trong hệ thống nồi hơi. Về mặt hóa học, morpholine là một ete amin. Các chức năng ete của phân tử thƣờng là trơ và hầu hết các phản ứng của morpholine liên quan đến nhóm amin thứ cấp [20]. 1.2.1. Công thức cấu tạo Morpholine 1.2.2. Mô hình phân tử trong không gian Hình 4: Mô hình phân tử không gian của morpholine 1.2.3. Công thức phân tử: C4H9NO 1.2.4. Ứng dụng Ứng dụng chính của morpholine là một chất trung gian trong sản xuất cao su. Nó là chất tăng cƣờng đƣợc thêm vào cao su trƣớc khi chế tạo để tăng tốc độ lƣu hóa. Morpholine đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ là một amin trung tính trong việc chống ăn mòn axit carbonic trong đƣờng dẫn nƣớc của hệ thống lò hơi. Nó cũng đƣợc dùng trong việc điều chế thuốc diệt cỏ và có thể cho vào đất trƣớc khi cỏ dại xuất hiện. 5 Hơi morpholine có tác dụng bảo vệ bạc và các kim loại khác chống lại sự ăn mòn và làm hoen ố do khói axit, nhƣ sulfur dioxide và hydrogen sulfide. Morpholine là một trong số các amin đƣợc sử dụng để ức chế các tác động ăn mòn trên thép và các kim loại khác. Di-4-morpholinyl polysulfides đã đƣợc khẳng định là các chất ức chế ăn mòn cho phép thêm vào dầu bôi trơn. Đặc biệt, dầu động cơ, nhanh chóng bị nhiễm nƣớc và để bảo vệ các máy móc thiết bị chống gỉ, hợp chất 4,4'-alkylidene morpholine và poly (4morpholinylmethyl) phenol đã đƣợc sử dụng. Morpholine đƣợc sử dụng để làm giảm sự xuống cấp của giấy, đặc biệt là trong các cuốn sách. Giấy đƣợc tẩm khí morpholine, qua đó nâng cao độ pH của giấy và loại bỏ những điều kiện có tính axit gây hƣ hỏng của nó [20]. Nhờ các tính chất vật lý và hóa học của morpholine ngƣời ta đã sử dụng nó trong các quy trình làm sạch khác nhau. Sự khác biệt rõ rệt về độ hòa tan của methyl amin trong morpholine đã cho một phƣơng pháp chiết thuận lợi trong việc tách các chất amin dễ bay hơi. Ngƣời ta thấy rằng dẫn xuất andehyt hoặc xeton của morpholine, ví dụ: 4-formylmorpholine, rất hữu ích để tách các hợp chất có độ nhớt thấp từ khoáng sản, động vật, thực vật và dầu cá. Morpholine cũng đƣợc sử dụng trong việc làm sạch axetylen và các olefin nhất định. Morpholine phản ứng với formaldehyde để tạo thành N- formyl-morpholine, đƣợc sử dụng trong công nghiệp nhƣ một dung môi chọn lọc để tách các hợp chất thơm tinh khiết [17]. Trong các lĩnh vực dƣợc phẩm khác, các ứng dụng của morpholine bao gồm nhƣ thuốc lợi mật, chống co thắt, thuốc hồi sức, và thuốc chống sốt rét. Ngoài ra, việc sử dụng morpholine nhƣ một tác nhân peptit hóa để điều chế dung dịch phenothiazin cho mục đích điều chế thuốc trừ giun sán đã đƣợc khẳng định. Một số dẫn xuất morpholine đã đƣợc sử dụng làm thuốc giảm đau và thuốc tê tại chỗ. Ví dụ nhƣ 4-benzyl morpholine đặc biệt hữu hiệu. Một số dẫn xuất morpholine đã đƣợc chứng minh là có hoạt tính diệt khuẩn. Ví dụ, muối morpholinium của sulfonamides acylated có tác dụng mạnh mẽ trong kìm khuẩn hoặc diệt khuẩn, và morpholine hydroperiodide đã đƣợc sử dụng nhƣ một chất khử trùng nƣớc. Phản ứng của morpholine với cacbonitril 3,4,5-trichloro-2,6pyridin tạo ra một sản phẩm có tác dụng trong việc kiểm soát nấm. 6 Các dẫn xuất morpholine còn ứng dụng trong ngành công nghiệp dệt may. Hợp chất có chứa morpholine là một tác nhân làm trắng vƣợt trội cho ngành dệt may và este α-4-morpholinyl acrylic đã đƣợc xem là chất phụ gia dệt. Các dẫn xuất morpholine nhƣ N-methylmorpholine và N-ethylmorpholine đƣợc sử dụng nhƣ là chất xúc tác để sản xuất polyurethane. Ngoài ra, một số dẫn xuất chứa morpholine còn đƣợc sử dụng nhƣ thuốc giảm đau và thuốc gây mê, kháng sinh và kiểm soát mảng bám trong nha khoa. 1.2.5. Các nghiên cứu về ung thư ở người và động vật thí nghiệm 1.2.5.1. Các nghiên cứu về ung thư ở người Không có dữ liệu có sẵn cho việc nghiên cứu về ung thƣ ở ngƣời [18]. 1.2.5.2. Các nghiên cứu về ung thư ở động vật thí nghiệm Morpholine đã đƣợc thử nghiệm cho chất gây ung thƣ bằng đƣờng uống trong hai giống chuột, một chủng chuột nhắt và một chủng chuột hamsters. Các nghiên cứu ở một trong những giống chuột và chuột hamsters đƣợc coi là không đủ để đánh giá. Trong giống loài chuột khác, không có sự gia tăng đáng kể tỷ lệ mắc các khối u đƣợc nhìn thấy ở động vật đƣợc điều trị. Trong nghiên cứu ở chuột nhắt, một vài khối u gan và phổi xảy ra ở động vật đƣợc điều trị. Morpholine cũng đã đƣợc thử nghiệm bằng đƣờng hô hấp ở chuột, nó không làm tăng tỷ lệ mắc các khối u đƣợc tìm thấy trong sự kiểm soát. Nhƣ vậy, không có dữ liệu về dịch tễ học liên quan đến các chất gây ung thƣ của morpholine đã có sẵn. Không có đủ bằng chứng trên động vật thí nghiệm đối với việc gây ung thƣ của morpholine. Morpholine không đƣợc phân loại vào chất gây ung thƣ đối với con ngƣời[18,19]. 1.3. Tình hình nghiên cứu 1.3.1. Trên thế giới Hợp chất indenoisoquinoline (8) (NSC 314622) đƣợc tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1978 bởi Mark Cushman 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 indenoisoquinoline (8) và nghiên cứu hoạt tính ức chế Top I của các dẫn chất của nó. Một số dẫn xuất của indenoisoquinoline nhƣ: Indotecan (9) và Indimitecan (10) đã đƣợc đƣa vào nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn II. Các hợp chất 7 này có hoạt tính cao hơn so với thuốc hệ campothecin nhƣng không gây hiệu ứng phụ, đặc biệt bền, không bị thủy phân vì không có vòng lactam.[12] Hình 5: Một số dẫn xuất indenoisoquinoline bƣớc đầu đƣợc nghiên cứu bởi Mark Cushman *Các phƣơng pháp tổng hợp : Sơ đồ 1: Các con đƣờng tổng hợp indenoisoquinoline. 8 Hiện nay phƣơng pháp tổng hợp khung indenoisoquinoline đƣợc thực hiện theo các phƣơng pháp chính sau đây: Phương pháp thứ nhất (path a) : tổng hợp dựa trên phản ứng của benz[d]indeno[1,2-b]pyran-5,11-diones (12) với các nhóm amin bậc 1. Phương pháp thứ hai (path b): nhờ phản ứng ngƣng tụ của homophthalic anhydride với các bazơ Schiff khác nhau. Đầu tiên là phản ứng ngƣng tụ Schiff bazo (14) với homophthalic anhydrides (15) tạo sản phẩm ƣu tiên cis-isoquinolones (13), tiếp đó là thế SOCl2 nội phân tử và cuối cùng là phản ứng Fried-Crafts. Sơ đồ 2: Tổng hợp dẫn xuất indenoisoquuinoline nhờ phản ứng ngƣng tụ của homophthalic anhydride với các bazơ Schiff khác nhau Sơ đồ 2: Tác nhân và điều kiện phản ứng: a) H2CO, H2O, HCl, AcOH, 120°C đến nhiệt độ phòng; (b) (i) KOH, H2O, nhiệt độ phòng, (ii) KMnO4, H2O, 0°C đến nhiệt độ phòng, (iii) EtOH, đun hồi lƣu; (c) AcCl, đun hồi lƣu; (d) 3-bromopropylamine, HBr, Et3N, Na2SO4, CHCl3, nhiệt độ phòng; (e) CHCl3, 0°C đến nhiệt độ phòng; (g) SOCl2, nhiệt độ phòng; (f) imidazole hoặc morpholine, NaI, DMF, 70°C. Mark Cushman và các cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất của indotecan (9) và indimitecan (10) nhƣ mô tả trong sơ đồ sau: Bƣớc chìa khóa tổng hợp khung indenoisoquinoline là phản ứng ngƣng tụ chất (24) với bazơ Schiff nhận đƣợc axit (27) chọn lọc ở dạng cis. Tiếp theo, cis axit phản ứng với SOCl2 tạo thành clorua axit, sau đó nhờ phản ứng axyl hóa Friedel−Crafts (axyl hóa nội phân tử) nhận đƣợc chất (28). Sau cùng hợp chất 9