Perpustakaan Digital ITB

Afatinib (1) dan dacomitinib (2) merupakan inhibitor tirosin kinase irreversibel yang menargetkan Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) dan digunakan sebagai terapi target kanker paru-paru non-sel kecil (NSCLC). Pada penelitian ini, sintesis afatinib (1) dan dacomitinib (2) melalui pendekatan elektrokimia berhasil dikembangkan. Integrasi elektrokimia dalam reaksi organik, termasuk pada sintesis senyawa-senyawa ini memberikan keunggulan sebagai metode sintesis yang lebih berkelanjutan dan efisien. Selain itu, telah disintesis tiga puluh enam senyawa turunan afatinib (1) dan dacomitinib (2) sebagai upaya menemukan kandidat inhibitor tirosin kinase (ITK) EGFR yang lebih aktif, mengingat tantangan resistensi obat dan mutasi pada kanker paru-paru. Afatinib (1) dan dacomitinib (2) disintesis dari prekursor yang sama melalui delapan tahap reaksi, dua di antaranya menggunakan elektrokimia. Tahap pertama melibatkan amidasi asam 2-amino-4-fluorobenzoat (3) menggunakan amonia, menghasilkan 2-amino-4-fluorobenzamida (4) dengan rendemen 81%. Tahap kedua adalah siklisasi senyawa 4 dengan formaldehida menggunakan elektrokimia, yang menghasilkan 7-flurokuinazolin-(3H)-4-on (5) dengan rendemen HPLC 87%. Pada tahap ketiga, senyawa 5 dinitrasi menggunakan asam nitrat dan asam sulfat untuk membentuk 7-fluro-6-nitrokuinazolin-(3H)-4-on (6) dengan rendemen 83%. Tahap keempat klorinasi senyawa 6 menggunakan tionil klorida yang menghasilkan 4-kloro-7-fluoro-6-nitrokuinazolin (7) dengan rendemen 95%. Tahap kelima adalah substitusi nukleofilik senyawa 7 dengan 3-kloro-4- fluoroanilin, yang menghasilkan N-(3-kloro-4-fluorofenil)-7-fluoro- 6nitrokuinazolin-4-amin (8) dengan rendemen 94%. Tahap keenam substitusi nukleofilik aromatik dengan dua jenis alkohol yang berbeda. Substitusi atom fluor posisi C-7 pada senyawa 8 dengan (S)-tetrahidrofuran-3-ol membentuk (S)-N-(3- kloro-4-fluorofenil)-6-nitro-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4-amin (9) dengan rendemen 90%. Sedangkan substitusi atom fluor posisi C-7 pada senyawa 8 dengan metanol membentuk N-(3-kloro-4-fluorofenil)-6-nitro-7- metoksi)kuinazolin-4-amin (10) dengan rendemen 96%. Tahap ketujuh melibatkan reduksi gugus nitro menggunakan elektrokimia, reduksi senyawa 9 menghasilkan (S)-N-(3-kloro-4-fluorofenil)-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4,6-diamin (11) dengan rendemen 83%. Sementara itu, reduksi gugus nitro senyawa 10 menghasilkan N-(3-kloro-4-fluorofenil)-7-metoksi)kuinazolin-4,6-diamin (12) dengan rendemen 78%. Tahap terakhir melibatkan amidasi senyawa 11 dengan asam 4-(dimetilamino)but-2-enoat yang sebelumnya diklorinasi dengan tionil klorida, menghasilkan afatinib (1) dengan rendemen 7%, dan amidasi senyawa 12 dengan asam 4-(piperidin-1-il)but-2-enoat yang sebelumnya diklorinasi dengan oksalil klorida, menghasilkan dacomitinib (2) dengan rendemen 32%. Rendemen total yang diperoleh melalui jalur ini adalah 4% untuk afatinib (1), dan 13% untuk dacomitinib (2). Struktur semua senyawa dikarakterisasi menggunakan titik leleh, UV, IR, NMR, MS, dan single-crystal XRD. Sebanyak tiga puluh enam senyawa turunan (9-44) berhasil disintesis dengan variasi substituen pada posisi C-4 (N-fenil), C-6 (nitro, amino, atau enamida), dan C-7 (alkoksi) pada kerangka kuinazolin. Senyawa turunan tersebut diantaranya: (S)- N-(4-fluoro-3-klorofenil)-6-nitro-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4-amina (9), N-(4-fluoro-3-klorofenil)-7-metoksi-6-nitrokuinazolin-4-amina (10), (S)-N-(4- fluoro-3-klorofenil)-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4,6-diamina (11), N- (4-fluoro-3-klorofenil)-7-metoksikuinazolin-4,6-diamina (12), N-(4-fluoro-3- klorofenil)-7-etoksi-6-nitrokuinazolin-4-amina (13), 7-(alliloksi)-N-(4-fluoro-3- klorofenil)-6-nitrokuinazolin-4-amina (14), N-(4-fluoro-3-klorofenil)-7- isopropoksi-6-nitrokuinazolin-4-amina (15), N-(4-fluoro-3-klorofenil)-7-(2- etoksietoksi)-6-nitrokuinazolin-4-amina (16), (S)-6-nitro-N-fenil-7- ((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4-amina (17), (S)-N-(3-klorofenil)-6-nitro-7- ((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4-amina (18), (S)-N-(4-metoksifenil)-6- nitro-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4-amina (19), (S)-1-(4-((6-nitro-7- ((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4-il)amino)fenil)etan-1-on (20), (S)-1-(3- ((6-nitro-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4-il)amino)fenil)etan-1-on (21), N4-(4-fluoro-3-klorofenil)-7-etoksikuinazolin-4,6-diamina (22), N-(4-fluoro-3- klorofenil)-7-propoksikuinazolin-4,6-diamina (23), N-(4-fluoro-3-klorofenil)-7- isopropoksikuinazolin-4,6-diamina (24), N-(4-fluoro-3-klorofenil)-7-(2- etoksietoksi)kuinazolin-4,6-diamina (25), (E)-N-(7-metoksi-4- (fenilamino)kuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (26), (E)-N-(4-((4- klorofenil)amino)-7-etoksikuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (27), (E)-N-(4-((4-klorofenil)amino)-7-propoksikuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2- enamida (28), (E)-N-(4-((3-klorofenil)amino)-7-metoksikuinazolin-6-il)-4- (piperidin-1-il)but-2-enamida (29), (E)-N-(4-((3-klorofenil)amino)-7- etoksikuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (30), (E)-N-(4-((4- bromofenil)amino)-7-isopropoksikuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (31), (E)-N-(4-((2,4-diklorofenil)amino)-7-etoksikuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1- il)but-2-enamida (32), (E)-N-(4-((2,4-diklorofenil)amino)-7-propoksikuinazolin-6- il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (33), (E)-N-(4-((2,4-diklorofenil)amino)-7-(2- metoksietoksi)kuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (34), (S,E)-N-(4- ((2,4-diklorofenil)amino)-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-6-il)-4- (piperidin-1-il)but-2-enamida (35), (E)-N-(7-etoksi-4-((4- (trifluorometil)fenil)amino)kuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (36), (E)-N-(4-((4-fluoro-3-klorofenil)amino)-7-isopropoksikuinazolin-6-il)-4- (piperidin-1-il)but-2-enamida (37), (E)-N-(4-((4-fluoro-3-klorofenil)amino)-7-(2- metoksietoksi)kuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (38), (S,E)-N-(4- ((4-fluoro-3-klorofenil)amino)-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-6-il)-4- (piperidin-1-il)but-2-enamida (39), (E)-N-(4-((3,4-dimetilfenil)amino)-7-(2- metoksietoksi)kuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (40), (E)-N-(4- ((3,4-dimetilfenil)amino)-7-(2-etoksietoksi)kuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but- 2-enamida (41), (S,E)-N-(4-((4-sianofenil)amino)-7-((tetrahidrofuran-3- il)oksi)kuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1-il)but-2-enamida (42), (S,E)-N-(4-((4- metoksifenil)amino)-7-((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-6-il)-4-(piperidin-1- il)but-2-enamida (43), dan (S,E)-4-((6-(4-(piperidin-1-il)but-2-enamido)-7- ((tetrahidrofuran-3-il)oksi)kuinazolin-4-il)amino)benzamida (44). Sebanyak tujuh belas senyawa turunan (9-25) diuji aktivitas sitotoksiknya terhadap sel kanker paru A549 sebagai uji pendahuluan, dengan afatinib (1) sebagai kontrol positif. Hasil pengujian menunjukkan bahwa enam senyawa (11, 12, 15, 22-24) memiliki aktivitas kuat dengan nilai IC50 masing-masing 24,1 ?M, 45,5 ?M, 29,4 ?M, 25,9 ?M, dan 18,3 ?M, sedangkan afatinib memiliki nilai IC50 sebesar 8,9 ?M. Sementara itu, sembilan belas senyawa (26-44) diuji aktivitasnya sebagai inhibitor EGFR, dan empat senyawa paling aktif (27, 28, 30, dan 38) menunjukkan aktivitas sangat kuat dengan nilai IC?? masing-masing 6,0 nM, 4,2 nM, 6,1 nM, dan 3,9 nM, lebih baik dibandingkan dacomitinib (2) yang memiliki IC50 sebesar 7,6 nM. Studi penambatan molekul terhadap EGFR (PDB: 4G5J) menunjukkan bahwa senyawa 27, 28, 30, dan 38 membentuk ikatan hidrogen dengan residu Met793 pada hinge region. Interaksi halogen dengan Leu788 dan Glu762 (pada senyawa 30 dan 38), serta ikatan hidrogen dengan Thr854 pada hydrophobic region (pada senyawa 27 dan 28) turut memperkuat ikatan ligan-reseptor. Selain itu karbon ? pada gugus enamida senyawa 30 dan 38 menunjukkan adanya interaksi sterik (unfavorable bump) dengan residu Cys797, yang menandakan jarak interaksi yang sangat dekat (~2,3 Å) atau potensi pembentukan ikatan kovalen antara karbon ? enamida dan atom sulfur Cys797. Sementara itu, simulasi dinamika molekul menunjukkan bahwa keempat senyawa tersebut (27, 28, 30, dan 38) stabil selama simulasi dalam medium berair, dengan nilai RMSD dan RMSF < 2 Å, menandakan kestabilan interaksi di hinge region maupun hydrophobic region. Kajian DFT memperlihatkan bahwa senyawa 27, 28, 30, dan 38 memiliki nilai energi gap 4,076-4,091 eV yang sebanding dengan dacomitinib (1), menandakan kestabilan elektronik dan reaktivitas yang serupa. Visualisasi HOMO-LUMO menunjukkan gugus enamida pada senyawa 27, 28, 30, dan 38 pada daerah LUMO yang menandakan sebagai salah satu pusat elektrofilik yang dapat berikatan kovalen residu Cys797. Evaluasi ADMET menunjukkan bahwa senyawa 27, 28, dan 30 memenuhi aturan Lipinski dan tidak menunjukkan potensi toksisitas yang berarti, sehingga ketiganya berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut sebagai kandidat inhibitor EGFR.