6-O-Benzylguanine(BG) là một chất hóa học quan trọng, là chất rắn dạng bột màu trắng có cấu trúc tinh thể tương đối ổn định. Công thức phân tử là C12H11N5O và số CAS là 19916-73-5. Nó có độ hòa tan nhất định trong metanol, với độ hòa tan 20 mg/mL. Ngoài ra, nó hòa tan trong DMF (N, N-dimethylformamide) nhưng không hòa tan trong nước. Nó có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y học và hóa sinh. Nó là một chất tương tự guanine và là chất ức chế enzyme sửa chữa DNA O6 alkyl guanine DNA alkyl transferase (MGMT/AGT). Là chất nền AGT, nhóm benzyl của nó được chuyển sang gốc cystein của AGT, làm bất hoạt AGT và ngăn chặn quá trình sửa chữa DNA. Nó có thể gây ra apoptosis của các tế bào khối u và có hoạt động chống khối u.
|
|
|
|
Công thức hóa học |
C12H11N5O |
|
Khối lượng chính xác |
241.10 |
|
Trọng lượng phân tử |
241.25 |
|
m/z |
241.10 (100.0%), 242.10 (13.0%), 242.09 (1.8%) |
|
Phân tích nguyên tố |
C, 59.74; H, 4.60; N, 29.03; O, 6.63 |
Có nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp6-O-Benzylguanine, và các tuyến tổng hợp khác nhau có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp tổng hợp thích hợp đòi hỏi phải xem xét các yếu tố như sự sẵn có của nguyên liệu thô, độ nhẹ của điều kiện phản ứng, độ tinh khiết và hiệu suất của sản phẩm. Bài viết này sẽ giới thiệu một số phương pháp phổ biến để tổng hợp O-6-benzylguanine và giải thích chi tiết về cơ chế và các bước tổng hợp của chúng.
các loại gia công CNC
Lorem ipsum dolor ngồi amet consectetur adipisicing elit.
Phương pháp tổng hợp
1.1 Nguyên liệu và thuốc thử
2-Amino-6-chloropurine (ACP)
Triethylenediamine (DABCO)
Rượu benzyl
Natri hiđrua
Chất xúc tác (như chất xúc tác chuyển pha)
1.2 Các bước tổng hợp
(1)
Phản ứng 2-amino-6-chloropurine với triethylenediamine để tạo ra chất trung gian purine DABCO. Bước phản ứng này thường được thực hiện trong điều kiện khan để tránh ảnh hưởng của độ ẩm đến phản ứng.
(2)
Thực hiện phản ứng thế ái nhân giữa chất trung gian purine DABCO và rượu benzyl dưới sự xúc tác của natri hydrua để tạo ra O-6-benzylguanine. Bước phản ứng này thường yêu cầu gia nhiệt để thúc đẩy quá trình phản ứng diễn ra, đồng thời kiểm soát thời gian và nhiệt độ phản ứng để tránh tạo ra sản phẩm phụ.
1.3 Cơ chế tổng hợp
Cơ chế của phương pháp tổng hợp này chủ yếu liên quan đến các phản ứng thay thế nucleophilic. Ở bước đầu tiên, triethylenediamine đóng vai trò là bazơ để loại bỏ nguyên tử clo của 2-amino-6-chloropurine, tạo ra purine DABCO trung gian. Ở bước thứ hai, nhóm hydroxyl của rượu benzyl hoạt động như một nucleophile để tấn công nguyên tử nitơ trong chất trung gian purine DABCO, tạo ra O-6-benzylguanine và nhóm rời đi tương ứng.
1.4 Tinh chế sản phẩm
Sau khi phản ứng kết thúc, sản phẩm thô thu được qua các công đoạn như lọc, rửa và sấy khô. Sau đó, sản phẩm thô được tinh chế bằng các phương pháp như sắc ký cột và kết tinh lại để thu được O-6-benzylguanine có độ tinh khiết cao.
2.1 Nguyên liệu và thuốc thử
6-chloroguanine
Rượu benzyl
Chất xúc tác (như chất xúc tác chuyển pha)
Chất kiềm (chẳng hạn như natri hydroxit)
2.2 Các bước tổng hợp
(1)
Phản ứng 6-chloroguanine với rượu benzyl với sự có mặt của chất xúc tác và bazơ để tạo ra O-6-benzylguanine. Bước phản ứng này thường cần được thực hiện trong điều kiện gia nhiệt và khuấy để thúc đẩy quá trình phản ứng.
(2)
Sau khi phản ứng kết thúc, sản phẩm thô thu được qua các công đoạn như lọc, rửa và sấy khô. Sau đó, sản phẩm thô được tinh chế bằng các phương pháp như sắc ký cột và kết tinh lại để thu được O-6-benzylguanine có độ tinh khiết cao.
2.3 Cơ chế tổng hợp
Cơ chế của phương pháp tổng hợp này chủ yếu liên quan đến các phản ứng thay thế. Trong phản ứng, nhóm hydroxyl của rượu benzyl đóng vai trò là nucleophile tấn công nguyên tử clo trong 6-chloroguanine, tạo ra O-6-benzylguanine và nhóm rời đi tương ứng. Sự có mặt của chất xúc tác và bazơ có thể đẩy nhanh tốc độ phản ứng và tăng hiệu suất sản phẩm.
2.4 Tinh chế sản phẩm
Tương tự như phương pháp trên, cần phải tinh chế sản phẩm thô sau khi phản ứng kết thúc. O-6-benzylguanine có độ tinh khiết cao có thể thu được thông qua các phương pháp như sắc ký cột và kết tinh lại.
Ngoài hai phương pháp tổng hợp phổ biến nêu trên, còn có các phương pháp tổng hợp O-6-benzylguanine khác. Ví dụ, O-6-benzylguanine có thể được tổng hợp bằng phản ứng thế giữa 6-chloroguanine và benzyl bromide với sự có mặt của một bazơ, hoặc trước tiên bằng cách chuyển 6-chloroguanine thành rượu hoặc aldehyd tương ứng, sau đó ngưng tụ nó bằng benzyl halogenua. Mỗi phương pháp này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng và việc lựa chọn cụ thể cần phải được cân bằng dựa trên các điều kiện và yêu cầu thực nghiệm.
Thiết kế kiến trúc & quy hoạch cepteur sint occaecat cupidatat proident, chiếm hữu toàn bộ tâm hồn tôi, như những buổi sáng ngọt ngào của mùa xuân mà tôi tận hưởng trọn vẹn...Thiết kế kiến trúc & quy hoạch cepteur sint occaecat cupidatat proident, chiếm hữu toàn bộ tâm hồn tôi, như những buổi sáng ngọt ngào của mùa xuân mà tôi tận hưởng với toàn bộ Lorem ipsum dolor sit ament, consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod sự cố tạm thời và dolore magna aliqua. nó enim ad minim veniam.
Thiết kế kiến trúc & quy hoạch cepteur sint occaecat cupidatat proident, chiếm hữu toàn bộ tâm hồn tôi, như những buổi sáng ngọt ngào của mùa xuân mà tôi tận hưởng trọn vẹn...Thiết kế kiến trúc & quy hoạch cepteur sint occaecat cupidatat proident, chiếm hữu toàn bộ tâm hồn tôi, như những buổi sáng ngọt ngào của mùa xuân mà tôi tận hưởng với toàn bộ Lorem ipsum dolor sit ament, consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod sự cố tạm thời và dolore magna aliqua. nó enim ad minim veniam.
So sánh và lựa chọn các phương pháp tổng hợp
Các phương pháp tổng hợp khác nhau của O-6-benzylguanine có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Ví dụ, phương pháp tổng hợp sử dụng 2-amino-6-chloropurine làm nguyên liệu thô có ưu điểm là dễ dàng có được nguyên liệu thô và điều kiện phản ứng nhẹ, nhưng có thể yêu cầu các bước tinh chế phức tạp hơn. Phương pháp tổng hợp sử dụng 6-chloroguanine làm nguyên liệu thô có thể có năng suất cao hơn và các bước tinh chế đơn giản hơn, nhưng việc thu được nguyên liệu thô có thể tương đối khó khăn.
Khi lựa chọn phương pháp tổng hợp, cần xem xét các yếu tố sau:
Dễ dàng có được nguyên liệu thô:
Việc chọn phương pháp tổng hợp bằng nguyên liệu thô sẵn có và có chi phí thấp{0}}có thể giảm chi phí sản xuất và cải thiện lợi ích kinh tế.
01
Điều kiện phản ứng nhẹ:
Việc chọn phương pháp tổng hợp có điều kiện phản ứng nhẹ và dễ kiểm soát có thể làm giảm việc tạo ra-sản phẩm phụ và cải thiện độ tinh khiết của sản phẩm.
02
Năng suất và độ tinh khiết của sản phẩm:
Việc lựa chọn phương pháp tổng hợp có năng suất cao và độ tinh khiết tốt có thể nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh trên thị trường của sản phẩm.
03
Độ phức tạp của các bước tổng hợp:
Việc lựa chọn phương pháp tổng hợp với các bước tổng hợp đơn giản và dễ vận hành có thể nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí sản xuất.
04
Có tính đến các yếu tố trên, một phương pháp tổng hợp phù hợp cho6-O-Benzylguaninecó thể được lựa chọn dựa trên nhu cầu thực tế.
-Mổ xẻ chuyên sâu về cơ chế phân tử
Cơ chế phân tử cốt lõi: Vô hiệu hóa MGMT không thể đảo ngược, ngăn chặn sửa chữa DNA
Cạnh tranh cơ chất và biến đổi cộng hóa trị
6-O-Benzylguanine(O6BG), dưới dạng chất tương tự guanine, liên kết cạnh tranh với enzyme sửa chữa DNA MGMT (O6-alkylguanine DNA alkyltransferase) bằng cách mô phỏng cấu trúc của vị trí tổn thương DNA (O6-alkylguanine).
Phản ứng chính: Nhóm benzyl của O6BG được chuyển đến gốc cystein (Cys145) của MGMT, tạo thành liên kết cộng hóa trị, dẫn đến enzyme bị bất hoạt không thể đảo ngược.
Động học của enzyme: Phản ứng này là một quá trình xúc tác đơn lẻ và mỗi phân tử MGMT chỉ có thể làm bất hoạt một phân tử O6BG, dẫn đến "ức chế tự sát".
Chặn con đường sửa chữa DNA
MGMT là enzyme duy nhất trong tế bào trực tiếp sửa chữa tổn thương do O6-alkylguanine. Sự bất hoạt của nó dẫn đến:
Tích tụ tác nhân alkyl hóa gây tổn thương: như temozolomide (TMZ), thuốc hóa trị tạo ra O6-methylguanine không thể sửa chữa được dẫn đến DNA không khớp (bắt cặp với thymine).
Bắt giữ chu kỳ tế bào: Sự phá hủy DNA sẽ kích hoạt đường truyền tín hiệu p53, gây ra sự bắt giữ chu kỳ tế bào (pha G2/M) hoặc quá trình chết theo chương trình.
Tác dụng gây chết tổng hợp: Trong các khối u thiếu MGMT{0}}, O6BG kết hợp với các tác nhân alkyl hóa có thể tiêu diệt có chọn lọc các tế bào ung thư, trong khi các tế bào bình thường ít bị ảnh hưởng hơn do biểu hiện MGMT thấp hơn.
Xác thực đa chiều về hoạt động chống ung thư
Dữ liệu thử nghiệm trong ống nghiệm
Độ nhạy của dòng tế bào: Các tế bào ung thư tuyến tụy L3.6pl biểu hiện quá trình apoptosis phụ thuộc vào liều lượng- đối với O6BG (50 ug/mL, 48 giờ), với IC50 là 50 ug/mL.
Điều hòa biểu hiện protein:
-điều hòa giảm: MGMT, protein chu kỳ tế bào B1/B2/A, p53, Ki-67 (dấu hiệu tăng sinh);
-điều hòa tăng: p21 (protein ức chế chu kỳ tế bào), cytochrome C, Caspase-9 (protein thực thi quá trình chết rụng);
Suy thoái: PARP1 (protein sửa chữa DNA).
Ức chế mức độ phiên mã: O6BG làm giảm đáng kể biểu hiện mRNA của MGMT, ngăn chặn sự tổng hợp của nó.
Mô hình động vật in vivo
Mô hình xenograft ung thư tuyến tụy: Chuột đực đực được tiêm O6BG (100 ug) vào màng bụng kết hợp với gemcitabine (100 mg/kg) hàng ngày. Sau 35 ngày, khối lượng và trọng lượng trung bình của khối u đã giảm đáng kể.
Tác dụng gây mẫn cảm khi hóa trị: O6BG tăng cường độ nhạy cảm của tế bào ung thư tuyến tụy với gemcitabine lên gấp 3 lần, cơ chế liên quan đến việc ức chế sửa chữa DNA qua trung gian MGMT{2}}.
Nghiên cứu tiền lâm sàng
Mô hình u nguyên bào thần kinh: O6BG tăng cường hoạt động chống-khối u của TMZ + irinotecan, kéo dài thời gian sống sót.
Đảo ngược sức đề kháng: Bằng cách ức chế MGMT, O6BG vượt qua sức đề kháng của tế bào khối u đối với các tác nhân kiềm hóa, khôi phục hiệu quả của hóa trị.
Phân tích chuyên sâu về cấu trúc phân tử và mối quan hệ dược lực học
Cơ sở kết cấu
Công thức hóa học: C12H11N5O, trọng lượng phân tử 241,25;
Các nhóm chính: Benzoyloxy (-OCH2Ph) là tác nhân alkyl hóa bắt chước, bộ xương 2-aminopurine cung cấp cấu trúc giống như bazơ DNA.
Độ hòa tan: 48 mg/mL trong DMSO, 12 mg/mL trong ethanol, không tan trong nước, cần chuẩn bị dung dịch gốc dung môi hữu cơ.
Mối quan hệ hoạt động cấu trúc (SAR)
Sự cần thiết phải biến tính benzyl: Tính kỵ nước của nhóm benzyl làm tăng ái lực liên kết với vị trí hoạt động của MGMT, các nhóm thế khác (như methyl) làm giảm đáng kể hoạt tính ức chế.
Yêu cầu về độ cứng của vòng purine: Việc giữ lại cấu trúc purine là chìa khóa để duy trì hoạt động ức chế của MGMT, việc mở hoặc thay thế vòng dẫn đến mất hoạt tính.
Triển vọng và thách thức ứng dụng lâm sàng Mở rộng chỉ định
Mở rộng chỉ định
Hóa trị kết hợp: O6BG đã bước vào thử nghiệm lâm sàng để nâng cao hiệu quả của TMZ chống lại u nguyên bào thần kinh đệm và khối u ác tính.
Liệu pháp nhắm mục tiêu: Đã phát triển bộ phát hiện quá trình methyl hóa chất xúc tác MGMT để xác định các quần thể nhạy cảm với O6BG-.
Cơ chế kháng cự
Biểu hiện quá mức MGMT: Một số khối u khôi phục hoạt động MGMT thông qua khuếch đại gen hoặc điều hòa biểu sinh, đòi hỏi phải kết hợp với các chất ức chế biểu sinh (ví dụ, chất ức chế DNMT).
Con đường sửa chữa bù trừ: Tác dụng bù trừ của sửa chữa cắt bỏ nucleotide (NER) hoặc sửa chữa không khớp (MMR) có thể làm giảm hiệu quả của O6BG.
Tối ưu hóa an toàn
Quản lý độc tính: O6BG đã chứng minh khả năng dung nạp tốt trong các nghiên cứu trên động vật, nhưng cần phải theo dõi các tác dụng phụ tiềm ẩn như ức chế tủy xương.
Hệ thống phân phối: Công nghệ đóng gói hạt nano hoặc liposome có thể nâng cao khả năng nhắm mục tiêu O6BG và giảm phơi nhiễm toàn thân.
phản ứng bất lợi
Mặc dù O6-BG có khả năng nâng cao hiệu quả hóa trị liệu nhưng việc sử dụng nó có thể gây ra nhiều phản ứng bất lợi toàn thân, chủ yếu liên quan đến các khía cạnh sau:
Độc tính huyết học
Nó có thể tăng cường độc tính tủy xương của các tác nhân alkyl hóa, dẫn đến giảm bạch cầu và tiểu cầu. Ví dụ, khi sử dụng kết hợp với temozolomide, bệnh nhân có thể bị giảm bạch cầu trung tính (tỷ lệ mắc khoảng 30% -50%) và giảm tiểu cầu (khoảng 20% -40%), và những trường hợp nặng có thể cần điều trị chậm hoặc điều chỉnh liều. Sử dụng lâu dài có thể gây thiếu máu do ức chế sản xuất hồng cầu, biểu hiện là mệt mỏi, chóng mặt và cần theo dõi thường xuyên nồng độ hemoglobin. Bất hoạt MGMT dẫn đến rối loạn sửa chữa tổn thương DNA và các tác nhân alkyl hóa làm tổn thương thêm DNA tế bào gốc tạo máu, gây ra apoptosis tế bào hoặc ngừng phân chia.
Phản ứng của hệ tiêu hóa
Buồn nôn và nôn: thường gặp ở các phác đồ hóa trị phối hợp, tỷ lệ mắc khoảng 40%-60%, có thể liên quan đến thuốc kích thích niêm mạc đường tiêu hóa hoặc hệ thần kinh trung ương.
Chức năng gan bất thường: Một số ít bệnh nhân có thể có nồng độ transaminase tăng cao (ALT/AST ↑), cho thấy tổn thương tế bào gan và cần theo dõi chức năng gan thường xuyên.
Cơ chế: Các tác nhân alkyl hóa trực tiếp gây tổn thương tế bào niêm mạc đường tiêu hóa; Gánh nặng trao đổi chất tăng lên ở gan dẫn đến căng thẳng trong tế bào gan.
Độc tính thần kinh
Các triệu chứng của hệ thần kinh trung ương: bao gồm nhức đầu, chóng mặt và buồn ngủ (với tỷ lệ mắc khoảng 10% -20%), có thể liên quan đến sự xâm nhập của thuốc qua hàng rào máu não hoặc tích tụ các chất chuyển hóa.
Bệnh thần kinh ngoại biên: Sử dụng lâu dài có thể gây tê và ngứa ran ở tay và chân (với tỷ lệ thấp khoảng 5% -10%), và cần chú ý đến chức năng dẫn truyền thần kinh bất thường.
Cơ chế: Ức chế sửa chữa tổn thương DNA dẫn đến apoptosis tế bào thần kinh; Độc tính trực tiếp của thuốc hoặc chất chuyển hóa đối với mô thần kinh.
Phản ứng dị ứng
Dị ứng da: biểu hiện bằng phát ban, ngứa (tỷ lệ mắc khoảng 5%-15%), trường hợp nặng có thể nổi mày đay hoặc viêm da tróc vảy.
Dị ứng toàn thân: Trong một số ít trường hợp, nó có thể gây suy hô hấp, phù mạch hoặc sốc phản vệ (tỷ lệ mắc bệnh<1%), requiring immediate discontinuation of medication and emergency treatment.
Cơ chế: Thuốc hoạt động như một hapten và liên kết với protein trong cơ thể để tạo thành kháng nguyên hoàn chỉnh, gây ra phản ứng quá mẫn loại I qua trung gian IgE.
Chú phổ biến: 6-o-benzylguanine cas 19916-73-5, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán