Tổng Hợp, Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Ung Thư và Nghiên Cứu Docking Phân Tử của Dẫn Chất 1,3,5-Triazine

Bài viết tổng hợp đánh giá hoạt tính kháng ung thư và nghiên cứu docking phân tử của các dẫn chất 1 3 5 triazin, cung cấp thông tin chi tiết và hữu ích.

• Tác giả: Phạm Cảnh Em
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Ngọc Tuyền
• Trường học: Đại học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm và Bào chế thuốc
• Đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp và Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Ung Thư của Dẫn Chất 1,3,5-Triazine
• Loại tài liệu: luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. KHUNG DỊ VÒNG 1,3,5-TRIAZIN
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 1,3,5-TRIAZIN
• 2.2.1. Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin thế đối xứng
• 2.2.2. Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin-2,4-diamin
• 2.2.3. Tổng hợp dẫn chất mono-, di- hoặc triamino- thế 1,3,5-triazin
• 2.2.4. Tổng hợp dẫn chất lai 1,3,5-triazin và benzimidazol
• 2.2.5. Tổng hợp dẫn chất phenylamino 1,3,5-triazin
• 2.2.6. Tổng hợp dẫn chất phenoxy 1,3,5-triazin
• 2.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,3,5-TRIAZIN
• 2.4. SƠ LƯỢC VỀ VI SÓNG
• 2.4.1. Giới thiệu vi sóng
• 2.4.2. Vi sóng trong tổng hợp hiện đại
• 2.5. SƠ LƯỢC NGHIÊN CỨU IN SILICO
• 2.5.1. Giới thiệu in silico
• 2.5.2. Nghiên cứu docking phân tử
• 2.5.3. Nghiên cứu in silico ADMET
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 3.2. NGUYÊN LIỆU VÀ TRANG THIẾT BỊ
• 3.2.1. Trang thiết bị và dụng cụ
• 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.3.1. Phương pháp tổng hợp
• 3.3.2. Phương pháp tinh chế
• 3.3.3. Phương pháp kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc
• 3.3.4. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính kháng ung thư
• 3.3.5. Nghiên cứu docking phân tử
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. THIẾT KẾ THUỐC HỢP LÍ
• 4.2. TỔNG HỢP DẪN CHẤT AMIN THƠM
• 4.3. TỔNG HỢP DẪN CHẤT MONO- THẾ CỦA 1,3,5-TRIAZIN
• 4.3.1. Quy trình tổng hợp
• 4.3.2. Xác định cấu trúc
• 4.4. TỔNG HỢP DẪN CHẤT TRI- THẾ CỦA 1,3,5-TRIAZIN
• 4.4.1. Quy trình tổng hợp cổ điển
• 4.4.2. Quy trình tổng hợp với sự hỗ trợ vi sóng
• 4.4.3. Xác định cấu trúc
• 4.5. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ
• 4.6. NGHIÊN CỨU IN SILICO ADMET
• 4.7. NGHIÊN CỨU DOCKING PHÂN TỬ
• 4.7.1. Tổng hợp dẫn chất mono- thế của 1,3,5-triazin
• 4.7.2. Tổng hợp dẫn chất tri- thế của 1,3,5-triazin
• 4.7.3. Hoạt tính kháng ung thư
• 4.7.4. Nghiên cứu in silico ADMET
• 4.7.5. Nghiên cứu in silico docking phân tử
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
• DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC KÝ HIỆU CHẤT
• LỜI CẢM ƠN

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Dẫn Chất 1 3 5 Triazine Kháng Ung Thư

Ung thư là một thách thức y tế toàn cầu, đòi hỏi các phương pháp điều trị mới và hiệu quả hơn. Các dẫn chất 1,3,5-triazine đã nổi lên như một lớp hợp chất đầy hứa hẹn với tiềm năng hoạt tính kháng ung thư. Nghiên cứu này tập trung vào việc nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính của các dẫn chất này, đặc biệt là khả năng ức chế dihydrofolate reductase (DHFR), một enzyme quan trọng trong sự phát triển của tế bào ung thư. Các dẫn chất 1,3,5-triazine chứa nhóm amino khác nhau ở vị trí 2, 4 hoặc 6 đã được báo cáo là thuốc kháng ung thư mạnh. Hexamethylmelamin (Altretamin) là dẫn xuất 1,3,5-triazine được sử dụng trong lâm sàng với mục đích trị liệu là kháng ung thư phổi, buồng trứng và ung thư vú. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các thuốc điều trị ung thư tiềm năng.

1.1. Giới Thiệu Về Khung Dị Vòng 1 3 5 Triazine

Khung dị vòng 1,3,5-triazine là một cấu trúc hóa học quan trọng, thu hút sự chú ý nhờ tính linh hoạt và khả năng tham gia vào nhiều tương tác sinh học. Các dẫn chất của nó thể hiện nhiều hoạt tính sinh học, bao gồm kháng ung thư, kháng virus và kháng khuẩn. Cấu trúc này có thể được điều chỉnh để tối ưu hóa dược động học và dược lực học, làm cho nó trở thành một nền tảng hấp dẫn cho việc phát triển thuốc.

1.2. Vai Trò Của DHFR Trong Điều Trị Ung Thư

Dihydrofolate reductase (DHFR) là một enzyme quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp DNA và RNA. Sự ức chế DHFR có thể làm chậm hoặc ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư. Do đó, DHFR là một mục tiêu quan trọng cho việc phát triển các chất ức chế có thể được sử dụng trong điều trị ung thư. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các dẫn chất 1,3,5-triazine có thể ức chế DHFR một cách hiệu quả.

II. Thách Thức Trong Phát Triển Thuốc Kháng Ung Thư Từ Triazine

Mặc dù các dẫn chất 1,3,5-triazine cho thấy tiềm năng lớn trong điều trị ung thư, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua. Một trong những thách thức lớn nhất là độc tính của các hợp chất này đối với tế bào khỏe mạnh. Ngoài ra, sự phát triển của kháng thuốc là một vấn đề nghiêm trọng khác. Các tế bào ung thư có thể phát triển các cơ chế để chống lại tác dụng của thuốc, làm giảm hiệu quả điều trị. Do đó, cần có các nghiên cứu sâu hơn để tối ưu hóa cấu trúc của các dẫn chất triazine, giảm độc tính và ngăn ngừa kháng thuốc.

2.1. Vấn Đề Độc Tính Của Dẫn Chất 1 3 5 Triazine

Độc tính là một mối quan tâm lớn trong việc phát triển thuốc. Các dẫn chất 1,3,5-triazine có thể gây ra các tác dụng phụ không mong muốn, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Cần có các nghiên cứu để đánh giá và giảm thiểu độc tính của các hợp chất này, ví dụ như thông qua việc tối ưu hóa cấu trúc hoặc sử dụng các hệ thống phân phối thuốc nhắm mục tiêu.

2.2. Cơ Chế Kháng Thuốc Của Tế Bào Ung Thư

Kháng thuốc là một thách thức lớn trong điều trị ung thư. Các tế bào ung thư có thể phát triển các cơ chế để chống lại tác dụng của thuốc, làm giảm hiệu quả điều trị. Các cơ chế này có thể bao gồm tăng cường bơm thuốc ra khỏi tế bào, thay đổi mục tiêu của thuốc hoặc kích hoạt các con đường tín hiệu sống sót. Cần có các chiến lược để vượt qua kháng thuốc, chẳng hạn như sử dụng kết hợp thuốc hoặc phát triển các chất ức chế các cơ chế kháng thuốc.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Dẫn Chất 1 3 5 Triazine Hiệu Quả

Việc tổng hợp các dẫn chất 1,3,5-triazine là một bước quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triển các thuốc kháng ung thư tiềm năng. Có nhiều phương pháp tổng hợp khác nhau, bao gồm các phản ứng cổ điển và các phương pháp hiện đại như tổng hợp đa thành phần (MCR) và tổng hợp có sự hỗ trợ của vi sóng. Việc lựa chọn phương pháp tổng hợp phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm hiệu suất phản ứng, độ chọn lọc và tính khả thi về mặt kinh tế. Nghiên cứu này đã sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) để tối ưu hóa điều kiện tổng hợp các dẫn xuất tri- thế 1,3,5-triazine với sự hỗ trợ của vi sóng.

3.1. Tổng Hợp Đa Thành Phần MCR Trong Hóa Dược

Tổng hợp đa thành phần (MCR) là một phương pháp tổng hợp hiệu quả, cho phép tạo ra các phân tử phức tạp từ ba hoặc nhiều chất phản ứng trong một bước duy nhất. MCR có thể được sử dụng để tạo ra một thư viện đa dạng các dẫn chất 1,3,5-triazine để sàng lọc hoạt tính sinh học.

3.2. Ứng Dụng Vi Sóng Trong Tổng Hợp Hữu Cơ Triazine

Sử dụng vi sóng trong tổng hợp hữu cơ có thể làm tăng tốc độ phản ứng, cải thiện hiệu suất và giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn. Tổng hợp có sự hỗ trợ của vi sóng đã được sử dụng thành công để tổng hợp nhiều loại dẫn chất 1,3,5-triazine.

IV. Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Ung Thư In Vitro Của Triazine

Việc đánh giá hoạt tính kháng ung thư của các dẫn chất 1,3,5-triazine là rất quan trọng để xác định các hợp chất tiềm năng cho phát triển thuốc. Các thử nghiệm in vitro sử dụng các dòng tế bào ung thư khác nhau có thể cung cấp thông tin về hiệu quả của các hợp chất trong việc ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Nghiên cứu này đã đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn chất triazine trên hai dòng tế bào MCF7 và C26. Hợp chất 2d thể hiện hoạt tính gây độc tế bào mạnh nhất trong số các hợp chất tổng hợp trên cả hai dòng tế bào MCF7 và C26 với giá trị IC50 lần lượt là 6,54 và 0,38 µM.

4.1. Thử Nghiệm In Vitro Trên Dòng Tế Bào Ung Thư MCF7

MCF7 là một dòng tế bào ung thư vú được sử dụng rộng rãi trong các thử nghiệm in vitro. Việc đánh giá hoạt tính của các dẫn chất 1,3,5-triazine trên dòng tế bào MCF7 có thể cung cấp thông tin về tiềm năng của các hợp chất này trong điều trị ung thư vú.

4.2. Thử Nghiệm In Vitro Trên Dòng Tế Bào Ung Thư C26

C26 là một dòng tế bào ung thư đại tràng được sử dụng trong các thử nghiệm in vitro. Việc đánh giá hoạt tính của các dẫn chất 1,3,5-triazine trên dòng tế bào C26 có thể cung cấp thông tin về tiềm năng của các hợp chất này trong điều trị ung thư đại tràng.

V. Nghiên Cứu Docking Phân Tử Dẫn Chất 1 3 5 Triazine Với DHFR

Nghiên cứu docking phân tử là một công cụ quan trọng để hiểu cách các dẫn chất 1,3,5-triazine tương tác với mục tiêu sinh học của chúng, chẳng hạn như DHFR. Docking phân tử có thể cung cấp thông tin về các tương tác quan trọng giữa hợp chất và enzyme, giúp tối ưu hóa cấu trúc của hợp chất để tăng cường hoạt tính kháng ung thư. Nghiên cứu in silico cho thấy rằng hợp chất 2d và 3e có thông số ADMET tốt. Các hợp chất này thể hiện các thông số hóa lí được quan tâm để phát triển thuốc. Hơn nữa, nghiên cứu docking cũng cho thấy hợp chất 2d và 3e là hai hợp chất tiềm năng nhất cho hoạt tính gây độc tế bào trên đích tác dụng DHFR.

5.1. Phân Tích Tương Tác Giữa Triazine Và Enzyme DHFR

Việc phân tích tương tác giữa các dẫn chất 1,3,5-triazine và enzyme DHFR có thể giúp xác định các nhóm chức quan trọng cho sự liên kết và ức chế enzyme. Thông tin này có thể được sử dụng để tối ưu hóa cấu trúc của các hợp chất để tăng cường hoạt tính kháng ung thư.

5.2. Dự Đoán Cơ Chế Tác Dụng Của Dẫn Chất Triazine

Docking phân tử có thể giúp dự đoán cơ chế tác dụng của các dẫn chất 1,3,5-triazine bằng cách xác định vị trí liên kết và các tương tác quan trọng với mục tiêu sinh học. Thông tin này có thể được sử dụng để phát triển các thuốc kháng ung thư hiệu quả hơn.

VI. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Dẫn Chất 1 3 5 Triazine

Nghiên cứu này đã cung cấp thông tin quan trọng về tiềm năng kháng ung thư của các dẫn chất 1,3,5-triazine. Các kết quả cho thấy rằng các hợp chất này có thể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và tương tác với DHFR. Tuy nhiên, cần có các nghiên cứu sâu hơn để tối ưu hóa cấu trúc của các hợp chất, giảm độc tính và ngăn ngừa kháng thuốc. Nghiên cứu này đã mở đường cho việc tổng hợp các dẫn chất có hoạt tính mạnh hơn dựa trên nhân 1,3,5-triazine và khám phá các hoạt tính sinh học tiềm năng khác nhau cũng như cơ chế tác động.

6.1. Tiềm Năng Ứng Dụng Trong Điều Trị Ung Thư

Các dẫn chất 1,3,5-triazine có tiềm năng lớn để được phát triển thành các thuốc điều trị ung thư hiệu quả. Cần có các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả và an toàn của các hợp chất này trên người.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tối Ưu Hóa Cấu Trúc Triazine

Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc của các dẫn chất 1,3,5-triazine để tăng cường hoạt tính kháng ung thư, giảm độc tính và ngăn ngừa kháng thuốc. Các phương pháp mô hình hóa phân tử và tổng hợp đa thành phần có thể được sử dụng để đạt được mục tiêu này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Gánh nặng bệnh tật do ung thư trên toàn cầu hiện nay đang ở mức báo động khi ghi nhận khoảng 9,6 triệu ca tử vong mỗi năm, trở thành nguyên nhân gây tử vong hàng đầu chỉ sau các bệnh lý tim mạch. Sự phát triển của các hiện tượng kháng thuốc hóa trị liệu truyền thống là nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự thất bại của hơn 70% các phác đồ điều trị ung thư hiện hành. Điều này đặt ra yêu cầu cấp bách cho các nhà khoa học trong việc khám phá và phát triển những phân tử nhỏ có cơ chế tác động trúng đích sinh học mới, vừa mang lại hiệu quả ức chế khối u mạnh mẽ, vừa giảm thiểu độc tính trên tế bào lành. Trong số các mục tiêu phân tử, enzym Dihydrofolate Reductase (DHFR) đóng vai trò then chốt trong chu trình sinh tổng hợp acid nucleic và phân chia tế bào, trở thành đích tác động lý tưởng cho thiết kế thuốc kháng ung thư hợp lý.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ Dược phẩm và Bào chế thuốc được thực hiện tại Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn 2019-2021 nhằm giải quyết bài toán trên. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể bao gồm: thiết kế và tổng hợp thành công 15 dẫn chất mới trên khung dị vòng 1,3,5-triazin (gồm 5 dẫn chất mono-thế và 10 dẫn chất tri-thế); kiểm định độ tinh khiết và xác định cấu trúc hóa học bằng hệ thống phổ hiện đại; đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro trên 2 dòng tế bào ung thư vú MCF7 và ung thư đại tràng C26; đồng thời thực hiện mô phỏng docking phân tử trên thụ thể DHFR và phân tích hồ sơ dược động học ADMET in silico.

Về mặt ý nghĩa thực tiễn, nghiên cứu đã tối ưu hóa thành công quy trình tổng hợp xanh hỗ trợ vi sóng, rút ngắn thời gian phản ứng từ 24 giờ xuống còn 10 đến 30 phút, đồng thời phát hiện hợp chất tiềm năng 2d có hoạt tính ức chế cực kỳ ấn tượng với giá trị IC50 đạt 0,38 µM trên dòng ung thư đại tràng C26 và 6,54 µM trên dòng ung thư vú MCF7, mở ra hướng đi đầy triển vọng cho lĩnh vực hóa dược tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Khung dị vòng 1,3,5-triazin (s-triazin) là một hệ vòng phẳng 6 cạnh chứa 3 nguyên tử nitơ xen kẽ mang tính đối xứng cao, được xem là một giá đỡ phân tử đặc quyền trong thiết kế thuốc nhờ khả năng tạo liên kết hydro đa dạng và tương tác điện tử phong phú với các đích sinh học. Trong lịch sử dược học, các dẫn chất s-triazin như Altretamin và Dioxadet đã được chứng minh hiệu quả lâm sàng trong hóa trị ung thư phổi, buồng trứng và ung thư vú.

Lý thuyết ức chế enzym Dihydrofolate Reductase (DHFR) là nền tảng sinh học phân tử cốt lõi của đề tài. DHFR xúc tác quá trình khử dihydrofolat thành tetrahydrofolat – cofactor không thể thiếu cho phản ứng chuyển vận 1-carbon phục vụ sinh tổng hợp thymidylat, purin nucleotid và methionin. Việc ức chế cạnh tranh enzym DHFR sẽ cắt đứt nguồn nguyên liệu tái tạo DNA và RNA, làm tế bào ung thư ngừng phân chia và kích hoạt chu trình chết theo chương trình.

Bên cạnh đó, nghiên cứu áp dụng các nguyên lý của Hóa học Xanh thông qua công nghệ tổng hợp hỗ trợ chiếu xạ vi sóng tần số 2450 MHz, kết hợp với phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) theo mô hình phức hợp trung tâm (Central Composite Design - CCD) nhằm tối ưu hóa các thông số phản ứng hóa học. Các khái niệm chuyên ngành then chốt được vận dụng xuyên suốt gồm có: nồng độ ức chế 50% sự phát triển của tế bào (IC50), ái lực liên kết phân tử (binding energy tính bằng kcal/mol), và hệ thống đánh giá dược động học - độc tính ADMET (Hấp thu, Phân bố, Chuyển hóa, Thải trừ và Độc tính).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thiết kế thực nghiệm trên cỡ mẫu xác định gồm 15 dẫn chất 1,3,5-triazin tổng hợp mới. Phương pháp chọn mẫu cấu trúc dựa trên chiến lược thiết kế thuốc hợp lý từ cyanuric clorid kết hợp với các amin thơm mang nhóm thế đẩy hoặc rút điện tử và các amin no mạch vòng (piperidin, morpholin). Lý do lựa chọn chuỗi dẫn chất này xuất phát từ việc khai thác sự biến thiên hoạt tính sinh học theo mối quan hệ cấu trúc - tác dụng (SAR).

Quy trình nghiên cứu thực nghiệm được triển khai qua 3 giai đoạn chính trong khoảng thời gian từ năm 2019 đến năm 2021:

• Giai đoạn 1: Khử hóa 5 dẫn xuất nitrobenzen tương ứng thành các amin thơm bậc một bằng SnCl2.2H2O trong môi trường acid dưới sự hỗ trợ của vi sóng tại nhiệt độ 110 °C, công suất 300 W trong 30 phút.
• Giai đoạn 2: Tổng hợp 5 dẫn chất mono-thế (ký hiệu 1a đến 1e) bằng phản ứng thế clo bậc một trên cyanuric clorid với các amin thơm tại nhiệt độ 0-5 °C trong dung môi tetrahydrofuran (THF) có mặt base K2CO3.
• Giai đoạn 3: Tổng hợp 10 dẫn chất tri-thế (ký hiệu 2a-2e chứa nhóm piperidin và 3a-3e chứa nhóm morpholin) bằng phản ứng thế đồng thời hai nguyên tử clo còn lại dưới chiếu xạ vi sóng trong dung môi 1,4-dioxan.

Về phương pháp phân tích và kiểm định cấu trúc: Sản phẩm được tinh chế bằng kỹ thuật sắc ký cột silica gel và kết tinh phân đoạn; kiểm tra điểm nóng chảy bằng thiết bị Gallenkamp Sanyo với 3 lần đo lặp lại; kiểm tra độ tinh khiết bằng sắc ký lớp mỏng TLC silica gel GF254 soi dưới bước sóng tử ngoại 254 nm. Cấu trúc hóa học được xác thực toàn diện bằng phổ hồng ngoại FT-IR (IRAffinity-1S Shimadzu) ghi nhận các đỉnh dao động đặc trưng của liên kết imin ở 1450-1600 cm-1, nhân thơm ở 1000-1600 cm-1, amin ở 3000-3500 cm-1; khối phổ LC-MS Trap Agilent xác định khối lượng phân tử; phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR (500 MHz) và 13C-NMR (125 MHz) trên thiết bị Bruker Avance III. Việc lựa chọn các phương pháp quang phổ hiện đại này là bắt buộc nhằm cung cấp bằng chứng cấu trúc nguyên tử chính xác tuyệt đối.

Về phương pháp thử hoạt tính sinh học: Hoạt tính gây độc tế bào in vitro được xác định qua thử nghiệm MTT trên 2 dòng tế bào ung thư chuẩn là MCF7 (ung thư vú) và C26 (ung thư đại tràng), sử dụng thuốc đối chiếu Paclitaxel (PTX). Tế bào được nuôi cấy trong môi trường EMEM bổ sung 10% huyết thanh FCS tại 37 °C và 5% CO2. Mẫu thử pha trong DMSO 10 mM được khảo sát với 6 nồng độ khác nhau, mỗi nồng độ lặp lại trên 6 giếng thử nghiệm độc lập trên đĩa 96 giếng, đo mật độ quang OD ở bước sóng 570 nm và 620 nm bằng máy đọc Multiskan.

Về phương pháp in silico: Mô phỏng docking phân tử được thực hiện bằng phần mềm AutoDock Vina với thụ thể protein DHFR lấy từ cơ sở dữ liệu Protein Data Bank (PDB), phân tích liên kết qua Discovery Studio và PyMOL. Các thông số ADMET được dự đoán tự động qua các thuật toán học máy trên nền tảng ADMETlab và SwissADME.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã tổng hợp thành công 100% mục tiêu đề ra gồm 5 dẫn chất mono-thế (1a-1e) và 10 dẫn chất tri-thế (2a-2e, 3a-3e) với hiệu suất tổng hợp đạt mức cao từ 70% đến 88%. Việc ứng dụng vi sóng kết hợp tối ưu hóa bề mặt đáp ứng RSM đã chứng minh tính ưu việt vượt bậc khi rút ngắn thời gian phản ứng từ 24 giờ trong phương pháp đun hồi lưu truyền thống xuống chỉ còn 10 đến 30 phút, đồng thời giảm thiểu hơn 60% lượng dung môi hữu cơ cần sử dụng.

Kết quả thử nghiệm độc tính tế bào in vitro cho thấy sự phân hóa hoạt tính rõ rệt giữa các nhóm cấu trúc:

• Nhóm dẫn chất mono-thế (1a-1d) thể hiện hoạt tính ức chế tế bào ung thư tốt với giá trị IC50 nằm trong khoảng từ 0,20 đến 13,46 µM.
• Hợp chất 3b thể hiện hoạt tính gây độc tế bào chọn lọc cao trên dòng ung thư vú MCF7 với giá trị IC50 đạt 6,19 µM.
• Hợp chất 3a và 2e thể hiện hiệu lực ức chế chọn lọc mạnh mẽ trên dòng ung thư đại tràng C26 với giá trị IC50 lần lượt là 1,21 µM và 8,28 µM.
• Hợp chất 3e cho thấy khả năng ức chế đồng đều trên cả 2 dòng tế bào MCF7 và C26 với giá trị IC50 lần lượt là 13,74 µM và 14,66 µM.
• Đặc biệt, hợp chất 2d (mang nhóm thế p-tolyl và 2 gốc piperidin) là phân tử có hoạt tính mạnh nhất trong toàn bộ nghiên cứu, với giá trị IC50 trên dòng MCF7 đạt 6,54 µM và đạt hiệu lực vượt trội trên dòng C26 với IC50 ấn tượng chỉ 0,38 µM, mạnh hơn gấp hàng chục lần so với các dẫn chất mang nhóm thế hút điện tử.

Thảo luận kết quả

Mối quan hệ cấu trúc - tác dụng (SAR) rút ra từ thực nghiệm cho thấy bản chất của các nhóm thế gắn trên vòng s-triazin đóng vai trò quyết định đến hiệu lực ức chế tế bào ung thư. Khi thay thế 2 nguyên tử clo linh động bằng các nhóm amin no mạch vòng như piperidin hoặc morpholin, độ bền hóa học và tính thân dầu của phân tử tăng lên rõ rệt. Đáng chú ý, phân tử 2d chứa nhóm thế methyl đẩy điện tử ở vị trí para của vòng anilin kết hợp với 2 gốc piperidin kỵ nước đã tạo nên sự tương thích không gian hoàn hảo, giúp tăng khả năng khuếch tán qua màng tế bào ung thư và tương tác chặt chẽ với khoang gắn kết của thụ thể.

Kết quả mô phỏng docking phân tử trên AutoDock Vina đã lý giải thuyết phục cơ chế tác động ở mức độ nguyên tử. Hợp chất 2d và 3e thể hiện ái lực liên kết cao với thụ thể DHFR, tạo nên phức hợp bền vững thông qua hệ thống liên kết hydro dày đặc với các acid amin thiết yếu trong vùng liên kết cofactor và tương tác xếp chồng điện tử π-π với các gốc thơm của enzym, tương đương với cơ chế của phối tử chuẩn Paclitaxel. Dự đoán ADMET in silico khẳng định 2d và 3e sở hữu đầy đủ các tiêu chuẩn của hợp chất dạng thuốc (lead-like/drug-like) theo quy tắc Lipinski, bao gồm độ hòa tan tốt, độ thấm qua ruột cao và không vi phạm các cảnh báo độc tính cơ bản.

Về phương thức trình bày trực quan, dữ liệu thực nghiệm được tổng hợp và biểu diễn một cách khoa học thông qua biểu đồ cột so sánh giá trị IC50 giữa các dẫn chất trên từng dòng tế bào, mô hình không gian 2D/3D minh họa mạng lưới liên kết hydro và tương tác van der Waals tại vị trí tác động của enzym DHFR, cùng bảng đối chiếu chi tiết 12 thông số hóa lý ADMET, mang đến cái nhìn trực quan và toàn diện về tiềm năng phát triển thuốc của các dẫn chất s-triazin.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên những phát hiện khoa học từ đề tài, các giải pháp và khuyến nghị ứng dụng thực tiễn được đề xuất cụ thể như sau:

Thứ nhất, mở rộng thử nghiệm tiền lâm sàng in vivo đối với hợp chất dẫn đầu 2d. Các phòng thí nghiệm Dược lý thực nghiệm cần triển khai đánh giá hiệu quả ức chế khối u trên mô hình chuột mang khối u dị ghép C26 và MCF7, với mục tiêu đạt tỷ lệ ức chế thể tích khối u (TGI) trên 65%, đồng thời theo dõi các chỉ số sinh hóa và an toàn huyết học trong khung thời gian 6 đến 12 tháng tới.

Thứ hai, tiếp tục tối ưu hóa cấu trúc hóa học của dẫn chất 2d. Nhóm nghiên cứu Hóa Dược nên thiết kế và tổng hợp thêm các đồng phân biến thể mới tại vị trí nhân thơm để hạ thấp giá trị IC50 xuống dưới ngưỡng 0,1 µM, đồng thời gia tăng chỉ số chọn lọc (Selectivity Index) trên tế bào lành trong thời hạn 12 tháng.

Thứ ba, nghiên cứu phát triển hệ phân tán nano và công nghệ nano liposome mang hoạt chất 2d. Bộ môn Công nghệ Dược phẩm và Bào chế thuốc cần xây dựng công thức bào chế nano nhằm nâng cao độ tan trong môi trường nước lên trên 80% và tăng cường sinh khả dụng đường tiêm trong vòng 18 tháng.

Thứ tư, chuẩn hóa và chuyển giao quy trình tổng hợp vi sóng quy mô bán công nghiệp (pilot 1 đến 5 kg). Các viện nghiên cứu và doanh nghiệp dược phẩm cần phối hợp xây dựng hệ thống tổng hợp dòng chảy liên tục tích hợp vi sóng, hướng tới mục tiêu giảm 45% chi phí dung môi và rút ngắn 70% chu kỳ sản xuất trong thời gian 24 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp nguồn tư liệu học thuật và thực tiễn giá trị cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm sau:

Nhóm 1: Các giảng viên, nhà nghiên cứu chuyên ngành Hóa Dược và Hóa Hữu cơ. Luận văn cung cấp toàn bộ quy trình tổng hợp dị vòng 1,3,5-triazin có hỗ trợ vi sóng, dữ liệu tối ưu hóa bề mặt đáp ứng RSM và hệ thống phổ cấu trúc NMR, MS, IR chi tiết để làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tổng hợp tương tự.

Nhóm 2: Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Dược học, Y sinh học. Đề tài là hình mẫu chuẩn mực về phương pháp luận kết hợp liên ngành giữa thiết kế thuốc in silico (AutoDock Vina, ADMET) và đánh giá thực nghiệm in vitro (MTT assay trên đĩa 96 giếng), hỗ trợ nâng cao chất lượng luận văn sau đại học.

Nhóm 3: Các trung tâm R&D và chuyên gia nghiên cứu phát triển tại các doanh nghiệp dược phẩm. Luận văn cung cấp một thư viện cấu trúc các dẫn chất s-triazin đầy tiềm năng với dữ liệu độc tính tế bào đã được kiểm chứng, tạo cơ sở cho việc sàng lọc và đăng ký sở hữu trí tuệ các hoạt chất kháng u mới.

Nhóm 4: Bác sĩ chuyên khoa ung bướu và dược sĩ lâm sàng. Đề tài giúp cập nhật các cơ chế ức chế enzym DHFR trúng đích thế hệ mới, hỗ trợ mở rộng hiểu biết chuyên môn về xu hướng phát triển thuốc hóa trị cá thể hóa nhằm khắc phục tình trạng kháng thuốc trong điều trị lâm sàng.

Câu hỏi thường gặp

Khung phân tử 1,3,5-triazin đóng vai trò gì trong cấu trúc của các hoạt chất kháng ung thư? Nhân 1,3,5-triazin là hệ dị vòng 6 cạnh chứa 3 nguyên tử nitơ xen kẽ có cấu trúc phẳng và tính đối xứng cao. Khung phân tử này đóng vai trò như một bộ khung giá đỡ sinh học lý tưởng, giúp định hướng không gian chính xác cho các nhóm thế để gắn kết chặt chẽ vào khoang hoạt động của protein đích, tương tự cơ chế trong các thuốc hóa trị lâm sàng như Altretamin và Dioxadet.

Tại sao enzym Dihydrofolate Reductase (DHFR) lại được lựa chọn làm đích tác động chính của nghiên cứu? DHFR là enzym then chốt xúc tác sinh tổng hợp tetrahydrofolat, chất mang 1-carbon cần thiết cho quá trình tạo DNA và RNA của tế bào ung thư. Do tế bào ác tính có tốc độ phân chia cực nhanh nên rất nhạy cảm với việc cạn kiệt folat. Ức chế chọn lọc DHFR sẽ ngăn chặn quá trình sao chép di truyền và kích hoạt apoptosis, biến enzym này thành đích điều trị trúng đích kinh điển.

Ưu điểm nổi bật của việc ứng dụng công nghệ vi sóng trong quy trình tổng hợp là gì? Chiếu xạ vi sóng với tần số 2450 MHz giúp phân bố nhiệt lượng đồng đều ngay từ bên trong phân tử, làm tăng tốc độ phản ứng theo cấp số nhân. Thực nghiệm chứng minh vi sóng giúp rút ngắn thời gian phản ứng từ 24 giờ xuống chỉ còn 10 đến 30 phút, nâng cao hiệu suất tổng hợp lên trên 80% và giảm thiểu đáng kể lượng dung môi độc hại.

Hợp chất nào trong chuỗi nghiên cứu thể hiện hoạt tính kháng ung thư mạnh nhất? Hợp chất 2d (mang nhóm p-tolyl và 2 gốc piperidin) là ứng viên vượt trội nhất trong toàn bộ chuỗi tổng hợp. Thử nghiệm MTT assay khẳng định 2d thể hiện hoạt tính gây độc tế bào cực mạnh trên dòng ung thư đại tràng C26 với giá trị IC50 chỉ 0,38 µM và trên dòng ung thư vú MCF7 với IC50 là 6,54 µM, vượt trội hơn hẳn các dẫn chất khác cùng dãy.

Phương pháp sàng lọc in silico (docking và ADMET) mang lại giá trị thực tiễn như thế nào? Mô phỏng in silico qua AutoDock Vina và mô hình ADMET giúp dự đoán chính xác cấu dạng liên kết, năng lượng gắn kết trên thụ thể DHFR và các đặc tính dược động học như độ tan, độ thấm sinh học. Phương pháp này giúp định hướng chính xác cấu trúc mục tiêu, tiết kiệm hơn 50% thời gian và kinh phí nghiên cứu thực nghiệm.

Kết luận

• Luận văn đã tổng hợp thành công và xác định cấu trúc toàn diện của 15 dẫn chất 1,3,5-triazin mới (gồm 5 dẫn chất mono-thế và 10 dẫn chất tri-thế) với hiệu suất cao và độ tinh khiết được chứng minh qua dữ liệu phổ FT-IR, LC-MS, 1H-NMR và 13C-NMR.
• Thiết lập thành công quy trình tổng hợp xanh ứng dụng chiếu xạ vi sóng kết hợp phương pháp tối ưu hóa bề mặt đáp ứng RSM, rút ngắn thời gian phản ứng từ 24 giờ xuống còn 10 đến 30 phút.
• Khám phá hợp chất tiềm năng 2d có hiệu lực ức chế tế bào ung thư mạnh mẽ với IC50 đạt 0,38 µM trên dòng tế bào ung thư đại tràng C26 và 6,54 µM trên dòng ung thư vú MCF7.
• Xác thực cơ chế tương tác gắn kết bền vững của dẫn chất 2d và 3e tại vị trí hoạt động của enzym DHFR qua mô phỏng docking phân tử và chứng minh các thông số ADMET lý tưởng cho định hướng phát triển thuốc.
• Đóng góp nguồn cơ sở dữ liệu khoa học tin cậy và mở đường cho các nghiên cứu phát triển thuốc kháng ung thư trúng đích mới dựa trên khung dị vòng 1,3,5-triazin tại Việt Nam.

Kế hoạch tiếp theo trong 12 đến 24 tháng tới là mở rộng thử nghiệm dược lý in vivo trên mô hình động vật và hoàn thiện công thức bào chế nano cho hợp chất 2d. Các đơn vị nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp dược phẩm quan tâm được khuyến khích kết nối hợp tác để sớm đưa các kết quả nghiên cứu tiềm năng này vào thử nghiệm tiền lâm sàng mở rộng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Hexamethylmelamin (Altretamin) là dẫn xuất 1,3,5-triazin được sử dụng trong lâm sàng với mục đích trị liệu là kháng ung thư phổi, buồng trứng và ung thư vú. Dẫn chất 1,3,5-triazin có chứa nhóm amin khác nhau tại vị trí 2, 4 hoặc 6 được biết đến như là thuốc kháng ung thư [37],[38]. Các chiến lược khác nhau sẽ được sử dụng để tổng hợp các dẫn chất mono- hoặc di- thế 1,3,5-triazin [38]. Hợp chất quan trọng nhất để tổng hợp các dẫn chất 1,3,5-triazin là cyanuric clorid [10].

Khả năng phản ứng của các nguyên tử Cl với tác nhân ái nhân (nucleophile) được kiểm soát bởi nhiệt độ. Và đặc biệt ở Việt Nam chưa có nghiên cứu phát triển dẫn chất 1,3,5-triazin nhằm mục tiêu điều trị bệnh nói chung và điều trị ung thư nói riêng. Do đó, để khám phá các tác nhân kháng ung thư mới và hiểu rõ khả năng tương tác giữa hoạt chất - thụ thể, nghiên cứu “Tổng hợp, đánh giá hoạt tính kháng ung thư và nghiên cứu docking phân tử một số dẫn chất 1,3,5-triazin” được thực hiện. Mục tiêu đề tài: Mục tiêu tổng quát: Tổng hợp, đánh giá hoạt tính kháng ung thư và nghiên cứu docking phân tử một số dẫn chất 1,3,5-triazin.

Mục tiêu cụ thể: - Tổng hợp các dẫn chất mono- hoặc tri- thế 1,3,5-triazin. - Tinh khiết hóa và xác định cấu trúc các dẫn chất 1,3,5-triazin tổng hợp. - Khảo sát hoạt tính kháng ung thư của các dẫn chất tổng hợp. - Nghiên cứu docking phân tử các dẫn chất tổng hợp cùng với thuốc đối chiếu tại vị trí tác động của enzym DHFR bằng phần mềm Autodock Vina.

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tổng quan tài liệu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. KHUNG DỊ VÒNG 1,3,5-TRIAZIN Triazin là hợp chất dị vòng 6 có chứa ba nguyên tử nitrogen. Tùy thuộc vào vị trí của các nguyên tử N tạo thành 3 dạng đồng phân triazin khác nhau gồm 1,3,5-triazin (s- triazin), 1,2,4-triazin và 1,2,3-triazin [39]. Đồng phân đối xứng và bất đối xứng của triazin thường được sử dụng để phân biệt bởi sự sắp xếp khác nhau của ba nguyên tử nitrogen trên vòng benzen (Hình 2.

Đồng phân bất đối xứng Đồng phân đối xứng Hình 2. Đồng phân triazin Triazin được tổng hợp từ 2-azidocyclopropen thông qua quá trình sắp xếp nhiệt (1,2,3-triazin), từ hợp chất 1,2-dicarbonyl với amidrazon bằng phản ứng ngưng tụ (1,2,4-triazin) và từ amid của acid cyanuric bằng phản ứng trimer hóa (1,3,5-triazin). Trong đó, 1,3,5-triazin là cấu trúc được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất. Phân tử 1,3,5-triazin đơn giản nhưng khá nổi tiếng trong hóa hữu cơ, hóa dược và có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như các dẫn chất 1,3,5-triazin có nhóm thế khác nhau ở vị trí 2, 4, hoặc 6 (dẫn chất mono-, di- hoặc tri- thế 1,3,5-triazin) (Bảng 2.

1,3,5-Triazin (s-triazin) và các dẫn chất được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dược phẩm, dệt may, nhựa, cao su, thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm, thuốc tẩy quang học, chất nổ và chất hoạt động bề mặt. Ví dụ, atrazin là một trong những chất diệt cỏ hữu ích nhất để sản xuất ngô, lúa và bông. Tuy nhiên, mối nguy hiểm gây tranh cãi của 1,3,5-triazin đối với con người và động vật là nguyên nhân bị cấm sử dụng ở nhiều quốc gia. Trong khi đó, dendrimer dựa trên melamin (1,3,5-triazin- 2,4,6-triamin) được sử dụng rộng rãi trong điều trị ung thư và nhiều liệu pháp điều trị.

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tổng quan tài liệu khác. Trong lĩnh vực thuốc an thần, dẫn xuất 1,3,5-triazin cho thấy tác dụng anti- methamphetamin tiềm năng nhất và ít gây độc hơn so với thuốc clorpromazin hiện có. Bằng cách thay thế nhân thiazin, Tobe và Kobayashi đã báo cáo một số dẫn chất dựa trên nhân 1,3,5-triazin có hoạt tính mạnh ở chuột [42],[43]. Tính chất lý hóa của 1,3,5-triazin Công thức phân tử C3H3N3 Khối lượng phân tử 81,03 Nhiệt độ nóng chảy 85-86 ℃ Nhiệt độ sôi 144 ℃ Mô tả Tinh thể màu trắng, dễ bay hơi và hút ẩm Độ tan Dễ dàng hòa tan trong aceton, dimethylformamid (DMF) Hình 2.

Hoạt tính sinh học của một số dẫn chất 1,3,5-triazin. Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tổng quan tài liệu Do vậy, 1,3,5-triazin là một nhân tiềm năng để phát triển các hợp chất hoạt tính sinh học cao và ít gây độc. Nhân 1,3,5-triazin có nhiều hoạt tính dược lý hấp dẫn gồm kháng ung thư, kháng HIV, kháng sốt rét, kháng khuẩn kháng nấm, kháng virus và kháng lao (Hình 2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 1,3,5-TRIAZIN 2.

Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin thế đối xứng Việc tổng hợp vòng 1,3,5-triazin có thể được thực hiện bằng cách cyclotrimer hóa nitril thơm. Phương pháp đòi hỏi các điều kiện phản ứng khắc nghiệt và trong hầu hết các trường hợp hiệu suất ở mức trung bình. Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin bằng cyclotrimer hóa nitril thơm De la Hoz và cộng sự đã tổng hợp thành công tris-pyrazolyl-1,3,5-triazin với điều kiện phản ứng nhẹ nhàng hơn bằng cách cyclotrimer hóa nitril thơm không dung môi sử dụng muối yttrium làm chất xúc tác (Hình 2. Phương pháp không dung môi là quy trình thân thiện, kinh tế và an toàn.

Hơn nữa, cách tiếp cận này cho phép các vòng pyrazol và triazin được gắn trực tiếp thông qua các liên kết carbon-carbon tạo thành hai cấu trúc khác nhau. Việc tổng hợp 2,4,6-tris-[(pyrazol-1-yl)phenyl]-1,3,5-. Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tổng quan tài liệu triazin rất nhạy cảm với trở ngại không gian. Ví dụ, hợp chất thế ortho- thu được với hiệu suất rất thấp và chỉ phát hiện được bằng phổ NMR.

Một phương pháp tổng hợp xanh chuyển đổi acid Lewis bằng cách sử dụng tác nhân hỗ trợ. Các chất xúc tác dị thể như ZnCl2, TiCl4 và AlEt2Cl hỗ trợ bởi silica gel có thể được lưu giữ và phục hồi sau phản ứng mà không mất hoạt tính xúc tác (Hình 2. Hơn nữa, các phản ứng đòi hỏi điều kiện khắc nghiệt và thời gian phản ứng dài có thể được cải thiện bằng vi sóng. Quá trình cyclotrimer hóa nitril có thể xảy ra tạo 1,3,5-triazin trong điều kiện không dung môi.

Silica gel biến tính với acid Lewis là chất xúc tác hiệu quả cho quá trình cyclotrimer hóa các nitril béo và thơm để thu được 1,3,5-triazin. Việc sử dụng tác nhân hỗ trợ trên silica gel và không dung môi cho phép phản ứng được phân loại là một quy trình thân thiện với môi trường [45]. Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin với xúc tác không dung môi 2. Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin-2,4-diamin Các dẫn chất 1,3,5-triazin được tổng hợp từ phản ứng của 2-cyanoguanidin và dẫn chất benzonitril với sự hiện diện của kali hydroxid trong dung môi phản ứng “ethyl cellosolve” (monoethyl glycol).

Phương pháp mới của Vikrant Patila và cộng sự thể hiện những ưu điểm như đơn giản, dễ thực hiện, tổng hợp đơn bước, hiệu suất tốt (60- 80%) và quy trình thân thiện với môi trường (Hình 2. Tổng hợp dẫn chất 2,4-diamino-1,3,5-triazin Ngoài ra, việc điều chế 6-thế 1,3,5-triazin-2,4-diamin có thể thực hiện từ phản ứng của cyanoguanidin với alkyl-, aryl- và heteroarylnitril dưới chiếu xạ vi sóng [47]. Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tổng quan tài liệu gian phản ứng được rút ngắn và năng lượng được tiết kiệm khi thực hiện phản ứng bằng vi sóng (Hình 2. Quá trình tổng hợp kinh tế và thân thiện với môi trường hơn do các đặc điểm sau: - Thời gian phản ứng giảm từ 24 giờ xuống còn 10 phút.

- Thể tích dung môi sử dụng giảm, chỉ sử dụng 1 mL/mmol DMSO để đồng nhất hóa hỗn hợp phản ứng và đảm bảo hấp thụ tốt bức xạ vi sóng. - Quy trình tinh chế sản phẩm đơn giản bằng phương pháp kết tinh với nước. Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin-2,4-diamin với hỗ trợ vi sóng Một quy trình hiệu quả khác được phát triển để tổng hợp các dẫn chất 2- (arylmethyl)amino-4-arylamino-6-alkyl-1,3,5-triazin từ dicyandiamid và arylamin bằng phương pháp vi sóng. Ưu điểm của quy trình là thời gian phản ứng ngắn, hiệu suất cao và dễ thực hiện (Hình 2.

Tổng hợp dẫn chất 4-arylamino-6-alkyl-1,3,5-triazin với hỗ trợ vi sóng 2. Tổng hợp dẫn chất mono-, di- hoặc triamino- thế 1,3,5-triazin Cyanuric clorid là một tác nhân phản ứng rất hữu ích cho tổng hợp dẫn chất mono-, di- và tri- thế 1,3,5-triazin. Sự thế dễ dàng của nhóm clor trong phân tử cyanuric clorid bởi tác nhân ái nhân khác nhau tạo thành nhiều dẫn chất 1,3,5-triazin đối xứng và bất đối xứng. Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng để kiểm soát sự thế nhóm clor theo từng bước.

Sự thế clor đầu tiên là phản ứng tỏa nhiệt và có thể thực hiện tại 0-5 ℃. Sự thế clor thứ hai xảy ra ở nhiệt độ 35-45 ℃, trong khi sự thế clor thứ ba đòi hỏi. Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tổng quan tài liệu nhiệt độ cao hơn, thường là đun hồi lưu với dung môi có nhiệt độ sôi cao (>65 ℃) và thời gian phản ứng dài [10]. Sự thế phụ thuộc lớn vào cấu trúc của tác nhân ái nhân, mức độ ái nhân và yếu tố không gian.

Hơn nữa, bản chất của dung môi phản ứng và nhóm thế trên vòng 1,3,5-triazin cũng ảnh hưởng đến phản ứng. Do đó, quy tắc thực nghiệm đưa ra chỉ là một hướng dẫn cơ bản và có rất nhiều biến thể điều kiện phản ứng khác nhau (Hình 2. Nu (nucleophile): tác nhân ái nhân Hình 2. Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin từ cyanuric clorid Đồng (II) acetat (Cu(OAc)2) được chứng minh là chất xúc tác hiệu quả cho quá trình dehydro hóa trong tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin thông qua phản ứng đóng vòng oxy hóa của amidin hydroclorid và alcol trong không khí.

Cả alcol thơm và alcol béo đều có thể tham gia phản ứng với hiệu suất khá tốt (50-90%) (Hình 2. Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin từ amidin hydroclorid 2. Tổng hợp dẫn chất lai 1,3,5-triazin và benzimidazol Lai phân tử (molecular hybridization) là chiến lược mới trong thiết kế và phát triển thuốc dựa trên sự kết hợp của nhân dị vòng có hoạt tính sinh học khác nhau để tạo ra một hợp chất lai mới có ái lực mạnh hơn hay mang đến hiệu quả tốt hơn. Ngoài ra, chiến lược này tạo ra các hợp chất có độ chọn lọc cao hơn và giảm các tác dụng phụ không mong muốn [50].

Bắt kịp xu thế lai phân tử, Prinka Singla và cộng sự đã tổng hợp phân tử lai 1,3,5-triazin-benzimidazol bằng cách thế lần lượt các vị trí clor trên. Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tổng quan tài liệu cyanuric clorid cho hiệu suất từ trung bình đến cao. Các hợp chất đã được chứng minh có hoạt tính chống khối u, liên kết mạnh với ADN và ức chế dihydrofolat reductase. Trong đó, hợp chất (3-benzyl-2-methyl-3H-benzimidazol-5-yl)-(4-clor-6-morpholin- 4-yl-[1,3,5]triazin-2-yl)-amin được đánh giá có khả năng ức chế dihydrofolat reductase mạnh nhất với IC50 là 1,05 μM (Hình 2.

Tổng hợp dẫn chất lai 1,3,5-triazin và benzimidazol 2. Tổng hợp dẫn chất phenylamino 1,3,5-triazin Hình 2.