Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất n, s dialkyl hóa của 2 mẻcaptobenzimiazol

ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay các thuốc có nguồn gốc tổng hợp Hóa dược vẫn đang đóng một vai trò quan trọng, chiếm tỷ lệ lớn trong điều trị. Xã hội ngày càng phát triển kéo theo sự phát triển ngày càng phức tạp của mô hình bệnh tật, vì thế quá trình nghiên cứu các hợp chất mới ngày càng được đẩy mạnh. Đây là môt việc làm hết sức thiết thực để đáp ứng nhu cầu điều trị. Để tìm được các hoạt chất có hiệu quả điều trị cao, ít độc và có thể ứng dụng trong điều trị, các nhà khoa học thường dựa vào cấu trúc của các chất đang được dùng làm thuốc hoặc các chất có tác dụng sinh học triển vọng để tạo ra nhiều thuốc mới. Đồng thời, một số thuốc mới được ra đời là kết quả của quá trình nghiên cứu lâu dài có sự phối hợp của nhiều ngành nghiên cứu như hóa dược, bào chế, dược lýdược lâm sàng, vi sinh…Trong quá trình tìm kiếm này, tổng hợp hóa dược đóng một vai trò quan trọng, nhất là phát hiện ra các chất mới có hoạt tính sinh học cao thuộc nhiều cấu tạo khác nhau. Số này phải kể đến dẫn chất của benzimidazol. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất benzimidazol là nhóm chất dị vòng có tác dụng sinh học rất đa dạng như: kháng khuẩn, kháng nấm, chống viêm, giảm đau, trị giun sán, chống co giật, ức chế virus, chống ung thư...Trong đó dẫn chất 2 mercaptobenzimidazol được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu trong thời gian gần đây. Để góp phần làm phong phú thêm các nghiên cứu về tổng hợp và thử tác dụng sinh học của lớp dẫn chất quan trọng này, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất N, Sdialkyl hóa của 2 mercaptobenzimidazol” với các mục tiêu chính: 1. Tổng hợp một số dẫn chất N, Sdiakyl hóa của 2 mercaptobenzimidazol. 2. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất N, Sdiakyl hóa của 2 mercaptobenzimidazol tổng hợp được.

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NAI SEANGTHAING NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N, S- DIALKYL HÓA CỦA 2- MERCAPTOBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NAI SEANGTHAING NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N, S- DIALKYL HÓA CỦA 2- MERCAPTOBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian làm việc tại Bộ môn Công nghiệp Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội, với tinh thần nghiêm túc, đầy cố gắng, nỗ lực và nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, người thân, tôi đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất N, S-dialkyl hóa của 2- mercaptobenzimidazol”. Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện là người trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện và hoàn thành khóa luận này. Đồng thời tôi cũng gửi lời cảm ơn đến thầy gio TS. Nguyễn Văn Hi và ThS. Nguyễn Văn Giang thuộc phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa dược - Bộ môn Công nghiệp Dược đã rất nhiệt tình giúp đỡ tôi trong việc thực hiên khóa luận này. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, anh chị thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, cũng như cc thầy cô trong Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập trong thời gian 5 năm tại trường. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị em, người thân và bạn bè của tôi, những người đã luôn luôn quan tâm, giúp đỡ, động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện khóa luận này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 14 thng 05 năm 2015 Sinh viên NAI SEANGTHAING MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 2 1.1 Khái quát chung về khung 1H-benzimidazol 2 1.1.1 Cấu trúc hóa học 2 1.2. Khái quát chung về 2-mercaptobenzimidazol và dẫn chất 4 1.1.2. Tính chất hóa học của benzimidazol 4 1.2.1. Công thức cấu tạo của 2-mercaptobenzimidazol 4 1.2.2. Tính chất hóa lý học của 2-mercaptobenzimidazol 4 1.3 Tổng quan về tác dụng sinh học của một số dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol 5 1.3.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 5 1.3.2. Tác dụng khng ung thư 8 1.3.3. Tác dụng chống co giật 10 1.3.4. Tác dụng ức chế bơm proton H + /K + -ATPase, chống bài tiết dịch vị và chống viêm loét dạ dày 10 1.3.5. Tác dụng diệt virus 12 1.3.6. Tác dụng chống viêm và giảm đau 12 1.3.7. Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 13 1.4. Cc phương php tổng hợp dẫn chất 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2, 1-b] thiazol 13 1.4.1. Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol từ o-phenylendiamin hoặc dẫn chất 13 1.4.2. Phản ứng alkyl hóa 15 CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị 17 2.1.1. Hóa chất 17 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ 18 2.2. Nội dung nghiên cứu 19 2.3. Phương php nghiên cứu 20 2.3.1. Tổng hợp hóa học 20 2.3.2. Xc định cấu trúc 21 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 22 3.1. Tổng hợp hóa học 22 3.1.1. Tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol (II-a) và 5-methyl-2- mercaptobenzimidazol (II-b) 23 a. Tổng 2-mercaptobenzimidazol (II-a) 23 b. Tổng hợp 5-methyl-2-mercaptobenzimidazol (II-b) 24 3.1.2. Tổng hợp 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2, 1-b] thiazol (III-a) và 25 7-methyl-2, 3-dihydrobenzo [4,5] imidazo [2,1-b]thiazol (III-b) 25 a. Tổng hợp 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2,1-b] thiazol (III-a) 25 b. Tổng hợp 7-methyl-2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2,1-b]thiazol (III-b) 26 3.1.3 Tạo muối 2, 3-dihydrobenzo [4,5] imidazo [2,1-b] thiazol hydroclorid (IV-a). 27 3.1.4. Tổng hợp 2,3,4,5-tetrahydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b][1,3]thiazepin (V-a) 28 a.Tổng hợp 1,4-dibromobutan 28 b. Tổng hợp 2,3,4,5-tetrahydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b][1,3]thiazepin ( V-a) 29 3.1.5 Tạo muối 2,3,4,5-tetrahydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b][1,3]thiazepin hydroclorid (VI-a) 30 3.2. Kiểm tra độ tinh khiết 31 3.3. Xc định cấu trúc của các chất tổng hợp được 32 3.3.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) 32 3.3.2. Phổ khối lượng (MS) 33 3.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( 1 H-NMR) 34 3.4. Thư tc dụng kháng khuẩn, kháng nấm 36 3.5. Bàn luận 41 3.5.1. Về tổng hợp hóa học 41 3.5.1.1. Phản ứng ngưng tụ tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol 41 3.5.1.2. Tổng hợp 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2, 1-b] thiazol (III-a) và 42 7-methyl-2, 3-dihydrobenzo [4,5] imidazo [2,1-b]thiazol (III-b) 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 1 H- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) AIDS Acquired Immune Deficiency Syndrome CTCT Công thức cấu tạo COX Cyclo- oxygenase DMSO Dimethyl sulfoxid D 2 O Nước deuteri hóa DMF N,N-dimerthylformamid đvC Đơn vị carbon G Gram EC 50 half maximal effective concentration GI 50 Nồng độ ức chế 50% sự phát triển IC 50 Nồng độ ức chế tối thiểu R f Hệ số lưu giữ (Retention factor) IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) SKLM Sắc ký lớp mỏng MEOD Methanol MeOH Methanol MIC Nồng độ ức chế tối thiểu (minimum inhibitory concentration ) MS Phổ khối lượng phân tử (Mass Spectroscopy) QSAR Quantitative structure activity relationship VSV Vi sinh vật t 0 Nhiệt độ t 0 nc Nhiệt độ nóng chảy µM Micromol/L DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bng 1 Cấu trúc hóa học một số dẫn chất Benzimidazol theo nghiên cứu của G.Yaseen 7 Bng 2 Danh mục hóa chất, dung môi đã sử dụng 17 Bng 3 Các máy móc, dụng cụ sử dụng trong quá trình thực nghiệm 18 Bng 4 Công thức các chất dự kiến tổng hợp dược. 19 Bng 5 Kết quả tổng hơp hóa học 31 Bng 6 Giá trị R f và nhiệt độ nóng chảy (t o nc ) của các chất 31 Bng 7 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) 32 Bng 8 Kết quả phân tích phổ khối lượng của các sản phẩm 33 Bng 9 Kết quả phân tích phổ 1 H-NMR của các chất 35 Bng 10 Môi trường thử nghiệm kháng khuẩn, kháng nấm 38 Bng 11 Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 40 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Cấu trúc hóa học của khung 1H-benzimidazol 2 Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của phân tử vitamin B12 3 Hình 1.3 Cấu trúc các thuốc chứa khung benzimidazol 3 Hình 1.4 Cấu trúc hóa học của phân tử 2-mercaptobenzimidazol 4 Hình 1.5 Sự đồng phân hóa của 2-mercaptobenzimidazol 4 Hình 1.6 Công thức cấu tạo chung của dẫn chất 2mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu của Gigani Yanseen năm 2010 6 Hình 1.7 Công thức cấu tạo của dẫn chất 1H-benzo[d]imidazol mang khung 1,3,4-oxadiazol 8 Hình 1.8 CTCT của các dẫn chất của thế ở các vị trí 1, 2, 5 10 Hình 1.8 Cấu trúc các thuốc ức chế bơm Proton 11 Hình 1.10 CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của B. B. Lohray và cộng sự năm 2000 11 Hình 1.11 Công thức cấu tạo của Reyila W. thử tác dụng trên virus 12 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1 Tổng hợp các dẫn chất 2-alkylsulfanylbenzimidazol theo nghiên cứu của V. Klimesova năm 2002 5 Sơ đồ 2 Tổng hợp một số dẫn chất styrylsulfon theo nghiên cứu của M. S. Vedula năm 2003 9 Sơ đồ 3 Phản ứng tổng hơp cc chất theo nghiên cứu C.S. Kavitha 12 Sơ đồ 4 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo Maw-Ling Wang và Biing-Lang Liu 13 Sơ đồ 5 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol của VanAllan và Deacon 14 Sơ đồ 6 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ arylcarbamothioyl cyanid và o-cloroanilin 14 Sơ đồ 7 Phản ứng tạo khung 2- mercaptobenzimidazol từ o-nitroanilin 15 Sơ đồ 8 Phản ứng S-alkyl hóa 15 Sơ đồ 9 Phản ứng N-alkyl hóa 16 Sơ đồ 10 Cc giai đoạn tổng hợp các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 22 Sơ đồ 11 Tổng hợp các chất II-a và II-b 23 Sơ đồ 12 Tổng hợp các chất III-a và III-b 25 Sơ đồ 13 Tổng hợp chất IV-a 27 Sơ đồ 14 Tổng hợp các chất V-a và V-b 28 Sơ đồ 15 Tổng hợp 1,4-dibromobutan 28 Sơ đồ 16 Tổng hợp chất VI-a 30 Sơ đồ 17 Quá trình tạo dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol từ o-phenylen diamin 41 Sơ đồ 18 Cơ chế tạo dẫn chất III-a và III-b từ II-a và II-b 42 Sơ đồ 19 Các sản phẩm phụ có thể có trong phản ứng tổng hợp III-a, III-b 43 Sơ đồ 20 Cơ chế tạo dẫn chất II-a và II-b từ II-a và II-b 43 [...]... đó dẫn chất 2mercaptobenzimidazol được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu trong thời gian gần đây Để góp phần làm phong phú thêm các nghiên cứu về tổng hợp và thử tác dụng sinh học của lớp dẫn chất quan trọng này, chúng tôi đã thực hiện đề tài Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một s dẫn chất N, S- dialkyl hóa của 2mercaptobenzimidazol” với các mục tiêu chính: 1 Tổng hợp một s dẫn. .. bệnh nghiêm trọng như lao, cúm, giang mai và AIDS đều tác dụng tốt Năm 20 02, V Klimesova cùng cộng s đã nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng kháng khu n, kháng nấm của một s các dẫn chất 2- alkylsulfanylbenzimidazol: (Xem s đồ 1) S đồ 1 Tổng hợp một s chất 2- alkylsulfanylbenzimidazol theo nghiên cứu của V Klimesova năm 20 02 6 Hoạt tính kháng khuẩn được thử bằng phương pháp khuếch tán trên thạch,... cấu trúc của các dẫn chất tổng hợp được c Thử hoạt tính kháng khu n, kháng nấm của một s dẫn chất tổng hợp được 2. 3 Phương pháp nghiên cứu 2. 3.1 Tổng hợp hóa học Tổng hợp hóa học thực hiện tại Phòng Tổng hợp Hóa dược, Bộ môn Công  nghiệp Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội  S dụng các phương pháp thực nghiệm cơ bản trong hóa học hữu cơ để tổng hợp các chất dự kiến: phản ứng ngưng tụ, S- alkyl hóa, O-alkyl... dẫn chất N, S- diakyl hóa của 2- mercaptobenzimidazol 2 Thử tác dụng kháng khu n, kháng nấm của một s dẫn chất N, S- diakyl hóa của 2- mercaptobenzimidazol tổng hợp được 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung về khung 1H-benzimidazol 1.1.1 Cấu trúc hóa học Benzimidazol là một hợp chất hữu cơ dị vòng, có cấu trúc là một hệ vòng gồm 2 nhân benzen 6 cạnh kết hợp với dị vòng 5 cạnh imidazol Trong lịch s ,... 0,1g/100 mL ở 23 ,5 oC - Nhiệt độ nóng chảy t0nc= 300 - 305 oC 1.3 Tổng quan về tác dụng sinh học của một s dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol 1.3.1 Tác dụng kháng khu n, kháng nấm Do cấu tạo giống nhân purin của vi khuẩn và vi nấm nên các hợp chất có khung benzimidazol có tác dụng kháng khu n, kháng nấm Vi khuẩn gây bệnh như viêm phổi, thương h n, s t rét, một s nhiễm trùng khác nhau và một s bệnh nghiêm... dòng tế bào thử Chất 5c (R= -6-Cl, R1= -CH3, R2= -Cl, R3= H) cho thấy hoạt tính mạnh nhất với tác dụng ức chế 50% s phát triển của 4 dòng tế bào trên ở nồng độ < 1µM S đồ 2 Tổng hợp một s dẫn chất styrylsulfon theo nghiên cứu của M S Vedula năm 20 03 Đặc tính dược lực học của 5c và được chọn để nghiên cứu trên chuột Dựa trên cơ s đặc tính dược lực học tương đối tốt, chất 5c được đem đi thử nghiệm in... cấu tạo của dẫn chất 1H-benzo[d]imidazol mang khung 1,3,4oxadiazol Năm 20 03, M S Vedula và cộng s đã nghiên cứu tổng hợp một s dẫn chất styrylsulfon của 2- mercaptomethylbenzimidazol Các dẫn chất tổng hợp được đem thử in-vitro trên các dòng tế bào ung thư khác nhau Kết quả cho thấy các dẫn chất đem thử trên thực tế cho tác dụng gây độc tế bào từ vừa phải đến tốt 9 Trong đó, các dẫn chất với nguyên... của dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol Rất nhiều dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol được tổng hợp và đã thử tác dụng sinh học Nhiều hoạt tính sinh học khác nhau như giảm lipid máu và xơ vữa động mạch [24 ], [ 12] , ức chế men COX, chống đông máu, chống virus đã dược chứng minh… [21 ] 1.4 Các phương pháp tổng hợp dẫn chất 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2, 1-b] thiazol 1.4.1 Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2- mercaptobenzimidazol... bách của các nhà khoa học hiện nay Năm 20 12, tại viện Hamdard,R Mohd, đã tổng hợp thành công và thử tác dụng chống ung thư của 25 dẫn chất 1H-benzo[d]imidazol mang khung 1,3,4-oxadiazol Tất cả các dẫn chất đã được nghiên cứu tác dụng chống ung thư với 60 dòng tế bào Trong đó dẫn chất 2 cho hoạt động chống ung thư là tốt nhất Nghiên cứu liên quan giữa cấu trúc và tác dụng (QSAR – quantitative structure... người (HT -29 ) ghép ngoại lai trên chuột Kết quả cho thấy 5c chống lại 51% s phát triển của HT -29 trong biểu đồ nghiên cứu [25 ] 1.3.3 Tác dụng chống co giật Một s hợp chất tiềm năng chống co giật đã được tổng hợp từ các dẫn chất benzimidazol thế ở các vị trí 1, 2, 5 đã được báo cáo Kết quả nghiên cứu QSAR chỉ ra rằng, s thay đổi tại vị trí một (R1) không thay đổi hoạt động của các hợp chất tổng hợp, chiều . chính: 1. Tổng hợp một số dẫn chất N, S-diakyl hóa của 2- mercaptobenzimidazol. 2. Thử tác dụng kháng khu n, kháng nấm của một số dẫn chất N, S-diakyl hóa của 2- mercaptobenzimidazol tổng hợp được tác dụng sinh học của lớp dẫn chất quan trọng này, chúng tôi đã thực hiện đề tài Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất N, S-dialkyl hóa của 2- mercaptobenzimidazol”. TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NAI SEANGTHAING NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N, S- DIALKYL HÓA CỦA 2- MERCAPTOBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP