CHƯƠNG I: TONG QUAN A. PHUC CHAT C/S-DIAMIN PLATIN(I): Kê từ năm 1969, khi Rosenbeng B.I và các cộng sự phát hiện ra hoạt tính chống ung thu của phức chất cis-[Pt(NH;);Clạ] (cis-diclorodiamin platin (11) thì việc nghiên cứu, tổng hợp, tính chất và ứng dụng của hợp chất nay và các dẫn xuất của nó được quan tâm đặc biệt. Ngày nay, cis-[Pt(NH));Cl;] đã trở thành thuốc trong phác đồ điều trị một số loại ung thư [7], [8], [20], [23],.Tén được phẩm của nó là cisplatin (còn gọi là platinol), công thức cấu tạo như sau: TỒN LY. Pt Về hóa sinh, đã có nhiều nghiên cứu đi sâu vào tìm hiểu nguyên nhân kìm hãm sự phát triển tế bào của phức chất cũng như các tác dụng phụ của cisplatin.
Các nghiên hóa học quan tâm đến việc tổng hợp cisplatin tinh khiết với hiệu suất cao. Các nghiên cứu khác thì quan tâm đến tính chất lý - hóa của nó nhằm góp phần giải thích cơ chế tác động của thuốc lên tế bào u. Để tổng hợp cisplatin, các tác giả người Nga đã cho NH; liên kết với axit axetic dưới dạng axetat tác dụng với K;[PtCl,]. Còn theo nhà khoa hoc Mỹ Killiep thì cho K;[PtCl,] tác dụng trực tiếp với dung dịch NH; ở pH = 9,2.
Tuy nhiên cả hai tác giả trên vẫn chưa thu được sản phẩm tỉnh khiết, đồng thời hiệu suất của phương pháp còn thấp. Dương Bá Vũ SVTH: Phan Thành Nhân Trang 3 Luận Văn Tốt Nghiệp Để khắc phục nhược điểm đó, nhà hóa học Mỹ R.Rhoda đã đưa ra phương pháp tổng hợp bằng con đường gián tiếp chuyển K;[PtCl,] sang dạng K;[Pt,], sau đó tổng hợp cis-diclorodiaminplatin(H). Phối tử iodo được chuyển thành cloro qua phức trung gian. Quá trình tổng hợp qua 4 giai đoạn: K;[PtCl:] +4KI = K;{[Pt,] + 4KCI K2[Ptl,] +2NH; = [Pt(NH;);l;] + 2KI [PI(NH;);l;] + 2AgNO; + HzO = [PI(NH));(H;O);](NO;); + 2AgỶ [Pt(NH;XH;O©)](NO;); + 2 KCI = [Pt(NH;);Cl;] + 2KNO; + HạO Sản phẩm thu được có độ tỉnh khiết cao tuy nhiên hiệu suất thu cisplatin vẫn thấp do quá trình tổng hợp đã phải qua nhiều giai đoạn.
Phương pháp tối ưu tổng hợp cis-platin hiện nay chỉ được công bố dưới dạng patent, mặc dù các kết quả nghiên cứu về tính chất lý- hóa của nó đã được mô tả khá đầy đủ trong các tài liệu chuyên khảo về phức chất hoặc dược phẩm [7], [8]. Trong y học, cis-platin được xem như là các tác nhân có hoạt tính nhất để điều trị ung thư di căng liên quan đến thận, khung chậu, dạ con, bang quang, đầu và cổ [7], [8]. Nó còn được sử dụng nhiều trong các đơn thuốc phối hợp điều trị ung thư tinh hoàn di căng bao gồm cả ung thư tỉnh hoàn seminoma và noseminomatous ở các bệnh nhân đã được phẫu thuật và điều trị bằng bức xạ [14]. Bên cạnh những kết quả thu được trong tổng hợp và ứng dụng của phức chất cisplatin, các nhà nghiên cứu đã mở rộng nghiên cứu đối với cisplatin bằng cách thay thế các amoniac va clo trong cisplatin bằng các amin hoặc các gốc X có cấu tạo khác nhau về phức chất (1).
Dương Bá Vũ SVTH: Phan Thành Nhân Trang 4 Luận Văn Tốt Nghiệp „Ta Pt (1) i Khuynh hướng sử dung các Am trong (1) khác với amoniac đã tạo ra nhiều dãy phức chất cis-diamin platin (II) có thành phan cau tạo rất đa dang. Phức chất của Platin (II) với các hợp chất dị vòng chứa N đã được tổng quan trong tài liệu [4]. Những năm gần đây các hợp chất này được nghiên cứu khá nhiều [11], [15], [16]]. Phức dang (1) với Am là pyridin (Py), X=Cl hoặc Br đã được tổng hợp bằng tương tác của K;[PtCl,] với Py.HCI trong môi trường nước.
Một loạt phức (1) cỏ chứa phối tử Py và các dẫn xuất 4-Me; 3,5-diMe; 4-Cl; 4-CN; 4-HOCH; của Py; X=Cl, Br,LONO; đã được tổng hợp [15], [16]]. Qua các công trình nghiên cứu người ta đã nhận thấy rằng: Mặc dù hoạt tính chống u của cisplatin và các phức có cấu trúc tương đồng với nó là cao, nhưng chúng thường có độc tính lớn, gây ra những tác động phụ ảnh hưởng không tốt đối với cơ thể. Ngoài ra khả năng tan kém của nhóm thuốc cisplatin cũng dẫn đến việc ngộ độc và làm giảm chức năng của thận [14]. Do những hạn chế đó, đồng thời không phải cisplatin có thể điều trị nhiều loại tế bao u nên việc tìm ra những phức chất mới của platin đáp ứng tốt hơn yêu cầu điều trị là một tất yếu.
Phức cis-diamin hỗn tạp của platin(II) là một trong những đối tượng được nghiên cứu vì mục đích đó. Có thé ki hiệu tong quát phức cis-diamin hỗn tạp của platin(II) như sau: GVHD: TS. Đương Bá Vũ SVTH: Phan Thành Nhân Trang 5 Luận Văn Tốt Nghiệp ` Pa Pt (2) trong đó Am' và Am’ là hai amin khác nhau. Nhằm khắc phục một số hạn chế của cis-platin và nhóm phức chất tương đồng với nó trong điều trị khối u đồng thời để tìm ra những phức chất có hoạt tính mạnh hon, đã có nhiều nghiên cứu quan tâm đến loại phức cis-diamin hỗn tap (mixed diamin) của platin(II) ứng với cấu trúc (2).
Một trong những trường phái sớm quan tâm đến đối tượng trên là trường phái Zheligovskaya, N.với Am' = NHạ, Am = MeNH;, EtNH;, ¡-PrNH;, và X = Cl. Phản ứng được tiến hảnh bằng cách sử dụng dung dich bão hòa tricloroaminplatin(I) với một amin béo Am’ đã được axit hóa bằng dung dịch HC] với lượng dư gap 2-3 lần. Sau đó hỗn hợp phản img được xử lý bằng dung dịch NaOH 4M ởnhiệt độ 15-35°C trong thời gian 10-45 phút: Na[Pt(NH;)C];] + Am?.HCI + NaOH—®cis-[Pt(NH;)(Am?)Clạ] + 2NaCl + HO Hiệu suất sản phẩm từ 59-89%. Các phức chất trên cũng được tác giả này tổng hợp trực tiếp từ K[Pt(NH;)CI;] với amin béo Am’ ở dang tự do theo phương trình phản ứng: K[Pt(NH3)Cl3] + Am’—+ cis-[P(NH;(Am)C];] + KCI Phức chất dạng (2) với Am! là quinolin, Am” gồm các amin thom như: o,m,p-toludin; m,p-anizidin; p-phenetidin, anilin hoặc các amin dị vòng như pyridin, morpholin, morpholin hay các min béo như metylamin, dimetylamin, etylamin, X = Cl đã được tổng hợp tại Bộ Môn Hóa Học Vô GVHD: TS.
Dương Bá Vũ SVTH: Phan Thành Nhân Trang 6 Luận Văn Tốt Nghiệp Cơ trường ĐHSP Hà Nội với hiệu suất vào khoảng 52-75%. Các phức chất này đã được thăm dò hoạt tính sinh học cho thấy có một số phức chất có khả năng kiềm hãm sự phát triển cả 4 dòng tế bảo ung thư với giá trị ED = 0.7- 5 ug/ml Phức chất dạng (2) với Am' là NH¿, Am’ là quinolin và X là Cl cũng đã được tác giả [18] tổng hợp. Phản ứng được thực hiện bằng cách khuấy đều hỗn hợp gồm dung dich nước K{Pt(NH3)Cl;] với quinolin pha loãng trong EtOH tỉ lệ 1:1 ở nhiệt độ phòng. Hiệu suất phản ứng khoảng 56%.
Ở công trình [2], tác giả đã tổng hợp một dãy gồm 15 phức chất dạng (2) với Am! là anilin còn Am’ bao gồm các Amin béo, amin dị vòng và amin thơm. Thành phan cau tạo của các phức chat đã được xác định bởi các phương pháp phổ IR, phổ Raman, phổ khối lượng, phổ 'H NMR và °C NMR. Hoạt tính của các phức chất được tiến hành với thử nghiệm invitro khả năng gây độc của các phức trên 4 đòng tế bào ung thư gan người (Hep- G;), ung thư mang tử cung (F), ung thư màng tim (RD), tiền ung thư thận khi (VR). Kết quả cho thấy khi các Am? là các dị vòng thơm có kích thước lớn ( như qunolin, pyridin) hoặc amin dị vòng no ( như morpholin, morpholin)) đều tạo ra các phức chất có hoạt tính hơn hẳn so với khi Am? là các amin thơm khác.
Cụ thé là đã có 5 phức chất được coi là có hoạt tinh với giá tri ICso = 3.0 pg/ml, có hai phức chất thé hiện hoạt tính mạnh trên cả 4 dòng tế bào thử nghiệm. Nhóm các nhà khoa học Nga [12] đã nghiên cứu dãy phức cis-[Pt LL' Cl] với L' gồm N-metylimidazol, N-etylimidazol hoặc N-propylimidazol. Cấu trúc của phức chất đã được nghiên cứu qua đó khẳng định cấu hình cis của clo trong phức vuông phẳng. Các dẫn xuất của purin hoặc pyrimidin, imidazol đều thé hiện dung lượng cau phối trí 1 đối với Pt(I).
Đương Bá Vũ SVTH: Phan Thành Nhân Trang 7 Luận Văn Tốt Nghiệp Bên cạnh việc tổng hợp và thăm dò hoạt tính kháng tế bào ung thư của loại phức diamin của Pt( II ), một số tác giả còn quan tâm đến những nghiên cứu cơ bản. Ở đó, các phương pháp nghiên cứu hiện đại như phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (ÌH NMR, '?C NMR, 'ÝPt NMR, ”'P NMR., phương pháp phổ khối lượng phương pháp nhiễu xạ tia X,. để đi sâu nghiên cứu cơ chế phản ứng, cấu hình của phức chất, cấu trúc mạng tỉnh Một số tác già đã nghiên cứu những khía cạnh liên quan đến yếu tố hình học của phức chất. Ở công trình [9] các tác giả đã tổng hợp dãy phức[PtLCI;}.
Trong đó L=RSiMe,(OMe);„ (với R = 8-quinolinthiomety, n = 0+3. Cấu trúc tinh thể các phức chat đã được xác định bởi bộ các chỉ số mạng (a,b,c,a,B,y) đặc trưng cho tinh thể. Trong công trình [13] cấu trúc của phức chất trans- [Ptl(HNEt;);{HNC(NEQ);}] cũng được xác định bởi tổ hợp các phương pháp nghiên cứu bao gồm phương pháp phố IR, phổ 'H NMR, phổ °C NMR, phổ khối lượng va phân tích cấu trúc bằng phương pháp nhiễu xạ tia X. Còn các tác giả ở công trình [19] đã dùng phương pháp phổ '*“Pt NMR để nghiên cứu cơ chế của hàng loạt phản ứng giữa dãy phức [PtLA;(OH);] với các axit dicaboxylic (A = NH;,amin hoặc 1⁄4 diamin).
Như vậy, các hướng nghiên cứu phức diamin Pt( II ) là rất da dạng. Nó được biểu hiện bởi sự thay đổi phong phú về loại phối tử amin trong cầu phối trí của phức chất nghiên cứu dé tổng hợp ra nhiều loại phức chất mới. Đó còn là những hướng nghiên cứu khác nhau như nghiên cứu cấu trúc phức chất hoặc cơ chế phản ứng như đã trình bày ở trên. Tuy nhiên, có lẽ mục đích chủ yếu của các nghiên cứu hiện nay là việc tổng hợp và thăm đò hoạt tính ức chế sự phát triển của tế bào ung thư GVHD: TS.
Dương Bá Vũ SVTH: Phan Thành Nhân Trang 8 Luận Văn Tốt Nghiệp nên các nghiên cứu mang tính cơ bản nhằm đi sâu vào cấu trúc các phức chất mới chưa thật sự được quan tâm nhiều. Điều đó có thể được thấy trong phần lớn các công trình mà chúng tôi đã chỉ ra. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu phức chất Pt(1I) cũng được một số tác giả quan tâm nhưng vẫn không tránh khỏi hạn chế trên. Chẳng hạn ở công trình [2] tác giả đã tổng hợp một dãy gồm 15 phức chất (Pt(C¿H;NH;XAm)C];] ( Am = các amin thơm).
Các phức thu được đều được thăm đò hoạt tính ức chế tế bào u bởi thử nghiệm in vitro.