Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm một số dẫn chất n alkyl hóa của phthalimid và succinimid

ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, khi xã hội ngày càng phát triển thì mô hình bệnh tật của con người ngày càng phức tạp, xuất hiện nhiều căn bệnh mới. Do đó, việc tìm ra những loại thuốc mới để đáp ứng nhu cầu điều trịlà việc làm hết sức thiết thực. Đểtìm được các hoạt chất có hiệu quả điều trịcao, 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 triển vọng để tạo ra nhiều thuốc mới. Việc tạo ra thuốc mới là một quá trình lâu dài và được thực hiện bằng nhiều con đường khác nhau, trong đó đáng quan tâm là con đường tổng hợp hóa dược. Ngày nay, những thuốc có nguồn gốc tổng hợp hóa dược chiếm một tỷlệlớn nhất trong điều trị. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất phthalimid và succinimid là hợp chất dịvòng có tác dụng rất đa dạng như: kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư, kháng virus, trị sốt rét, kháng u....Trong đó, dẫn chất anhydrid phthalic và succinimid 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 của các dẫn chất phthalimid và succinimid chúng tôi thực hiện đềtài “Nghiên cứu tổng hợp và thửtác dụng kháng khuẩn, kháng nấm một sốdẫn chất N alkyl hóa của phthalimid và succinimid” với 2 mục tiêu chính: 1. Tổng hợp một sốdẫn chất Nalkyl hóa của phthalimid và succinimid. 2. Thửtác dụng kháng khuẩn và kháng nấm của một sốdẫn chất đã tổng hợp được.

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI          CHUON SOPHAL NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM MỘT SỐ DẪN CHẤT N-ALKYL HÓA CỦA PHTHALIMID VÀ SUCCINIMID KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2014 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI          CHUON SOPHAL NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM MỘT SỐ DẪN CHẤT N-ALKYL HÓA CỦA PHTHALIMID VÀ SUCCINIMID 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 -2014 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian làm việc nghiêm túc được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, gia đình cùng bạn bè, tôi đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm một số dẫn chất N-alkyl hóa của phthalimid và succinimid”. Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện đã trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này. Đồng thời, tôi cũng xin chân thành cám ơn thầy giáo TS.Nguyễn Văn Hải và ThS.Nguyễn Văn Giang của phân môn Tổng hợp Hóa dược - Bộ môn Công Nghiệp Dược đã rất nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận. Tôi cũng xin được gửi lời cám ơn đến các thầy cô, anh chị thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, cũng như các thầy cô trong trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập suốt 5 năm qua. Cuối cùng, tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn giúp đỡ, động viên, quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận này. Tôi xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 14 tháng 5 năm 2014 Sinh viên CHUON SOPHAL MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH Trang ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 2 1.1. Khái quát chung về khung imid 2 1.2. Khái quát chung về succinimid và dẫn chất 3 1.2.1. Công thức cấu tạo của succinimid 3 1.2.2. Tính chất hóa lý học của succinimid 3 1.2.3. Các dẫn chất của succinimid 3 1.3. Tác dụng sinh học của dẫn chất succinimid 4 1.4. Các phương pháp tổng hợp dẫn chất N-alkyl hóa của succinimid 7 1.4.1. Sử dụng tác nhân alkyl halogenid (R-X) 7 1.4.2. Sử dụng tác nhân arakyl halogenid 8 1.5. Khái quát chung về phthalimid và dẫn chất 8 1.5.1. Công thức cấu tạo của phthalimid 8 1.5.2. Tính chất hóa lý học của phthalimid 8 1.5.3. Các dẫn chất của phthalimid 9 1.6. Tác dụng sinh học của N-alkyl phthalimid 9 1.7. Các phương pháp tổng hợp dẫn chất N-alkyl hóa của phthalimid 11 1.7.1. Sử dụng tác nhân alkyl halogenid (R-X) 11 1.7.2. Sử dụng tác nhân arakyl halogenid 12 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1. Nguyên liệu, thiết bị 13 2.1.1. Hóa chất 13 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ 14 2.2. Nội dung nghiên cứu 15 2.3. Phương pháp nghiên cứu 15 2.3.1. Tổng hợp hóa học 15 2.3.2. Xác định cấu trúc 16 2.3.3. Thử tác dụng sinh học 16 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 17 3.1. Tổng hợp hóa học 17 3.2. Tổng hợp một số dẫn chất N-alkyl hóa của succinimid 18 3.3. Tổng hợp một số dẫn chất N-alkyl hóa của phthalimid 19 3.3.1. Tổng hợp N-benzylphthalimid. 19 3.3.2. Tổng hợp N-phthaloyl-L-tyrosin 21 3.3.3. Tổng hợp N-phthaloyl-3’-nitrotyrosin. 22 3.3.4. Tổng hợp N-phthaloyl-3’,5’-dinitrotyrosin 24 3.4. Kiểm tra độ tinh khiết của các dẫn chất tổng hợp được 27 3.5. Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được 29 3.5.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) 29 3.5.2. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( 1 H-NMR) và phổ khối lượng phân tử (MS) 32 3.6. Thử tác dụng sinh học 35 3.6.1. Nguyên tắc 35 3.6.2. Cách tiến hành 36 3.7. Bàn luận 41 3.7.1. Về tổng hợp hóa học 41 3.7.2. Về thử tác dụng sinh học. 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 Kết luận 45 Kiến nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ATCC : American Type Culture Collection AcOH : Acid acetic CTCT : Công thức cấu tạo DMF : N,N-dimethylformamid DMSO : Dimethyl sulfoxid DMAc : Dimethylacetamid EtOH : Ethanol ECA : Ethyl cloroacetat HIV : Virus suy giảm miễm dịch ở người (Human Immunodeficiency Virus) 1 H – NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) IR : Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) MCA : Methyl cloroacetat MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng phân tử (Mass spectrometry) R f : Hệ số lưu giữ (retention factor) SKLM : Sắc ký lớp mỏng THF : Tetrahydrofuran t o : Nhiệt độ t o nc : Nhiệt độ nóng chảy µM : Micromol VSV : Vi sinh vật VK : Vi khuẩn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các dẫn chất của công thức (1) 4 Bảng 1.2 Các dẫn chất của công thức (2) 5 Bảng 1.3 Các dẫn chất của công thức (3) 6 Bảng 1.4 Các dẫn chất của công thức (4) 9 Bảng 1.5 Các dẫn chất của công thức (5) và (5’) 10 Bang 2.1 Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm 13 Bảng 2.2 Các máy móc, dụng cụ sử dụng trong quá trình thực nghiệm 14 Bảng 3.1 Tóm tắt kết quả tổng hợp hóa học 27 Bảng 3.2 Giá trị Rf và nhiệt độ nóng chảy (t°nc) của các chất tổng hợp 28 Bảng 3.3 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của sản phẩm N- benzylsuccinimid (IR, KBr) 29 Bảng 3.4 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của sản phẩm N- benzylphthalimid (KBr) 30 Bảng 3.5 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của sản phẩm N-phthaloyl -L- tyrosin (KBr) 30 Bảng 3.6 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của sản phẩm N-phthaloyl-3’- nitro-L-tyrosin (KBr) 31 Bảng 3.7 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của sản phẩm N-phthaloyl- 3’,5’-dinitro-L-tyrosin (KBr) 31 Bảng 3.8 Kết quả phân tích phổ cộng hưở ng từ hạt nhân proton của sản phẩm N-benzylsuccinimid (1H-NMR, DMSO) 32 Bảng 3.9 Kết quả phân tích phổ cộng hưở ng từ hạt nhân proton của sản phẩm N-benzylphthalimid (1H-NMR, DMSO) 33 Bảng 3.10 Kết quả phân tích phổ cộng hưở ng từ hạt nhân proton của sản phẩm N-phthaloyl -L-tyrosin (1H-NMR, DMSO) 33 Bảng 3.11 Kết quả phân tích phổ cộng hưở ng từ hạt nhân proton của sản phẩm N-phthaloyl-3’-nitro-L-tyrosin (1H-NMR, DMSO) 34 Bảng 3.12 Kết quả phân tích phổ cộng hưở ng từ hạt nhân proton của sản phẩm N-phthaloyl-3’,5’-dinitro-L-tyrosin (1H-NMR, DMSO) 35 Bảng 3.13 Các môi trường trong thử nghiệm kháng khuẩn và kháng nấm 37 Bảng 3.14 Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn 39 Bảng 3.15 Kết quả thử tác dụng kháng nấm 39 Bảng 3.16 Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn 40 Bảng 3.17 Kết quả thử tác dụng kháng nấm 40 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu trúc hóa học chung của imid 2 Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của phân tử succinimid 3 Hình 1.3 Công thức cấu tạo chung của dẫn chất succinimid 3 Hình 1.4 Công thức cấu tạo chung của dẫn chất succinimid theo nghiên cứu của F. Kavanagh năm 1963 và H. W. Seeley và cộng sự năm 1975 5 Hình 1.5 Công thức cấu tạo chung của dẫn chất N-alkyl hóa succinimid 6 Hình 1.6 Cấu trúc hóa học của phân tử phthalimid 8 Hình 1.7 Công thức cấu tạo chung của dẫn chất N-alkyl phthalimid 9 Hình 1.8 Công thức cấu tạo chung của N-alkyl phthalimid theo nghiên cứu của D. Ramesh và B. Screenivasulu năm 2004 10 Hình 3.1 Sơ đồ dẫn chất của succinimid tổng hợp được 17 Hình 3.2 Sơ đồ các dẫn chất của phthalimid tổng hợp được 17 Hình 3.3 Sơ đồ tổng hợp N-benzylsuccinimid 18 Hình 3.4 Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất I 19 Hình 3.5 Sơ đồ tổng hợp N-benzylphthalimid 19 Hình 3.6 Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất II 20 Hình 3.7 Sơ đồ tổng hợp N-phthaloyl-L-tyrosin 21 Hình 3.8 Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất III 22 Hình 3.9 Sơ đồ tổng hợp N-phthaloyl-3’-nitrotyrosin 23 Hình 3.10 Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất IV 24 Hình 3.11 Sơ đồ tổng hợp N-phthaloyl-3’,5’dinitrotyrosin 25 Hình 3.12 Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất V 26 [...]... như: kháng khu n, kháng n m, chống ung thư, kháng virus, trị sốt rét, kháng u Trong đó, d n chất anhydrid phthalic và succinimid được nhiều nhà khoa học quan tâm nghi n cứu trong thời gian g n đây Để góp ph n làm phong phú thêm các nghi n cứu về tổng hợp và thử tác dụng của các d n chất phthalimid và succinimid chúng tôi thực hi n đề tài Nghi n cứu tổng hợp và thử tác dụng kháng khu n, kháng n m một... quá trình nghi n cứu của các nhà khoa học li n quan đ n các kháng sinh mới, một loại N- alkyl imid được tổng hợp, trong đó d n chất N- alkyl hóa của succinimid là một ph n quan trọng của hóa dược và thể hi n hoạt tính sinh học như: tác dụng kháng khu n và kháng n m, chống ung thư và kháng virus, chống sốt rét, kháng u, bệnh lao [10] Tác dụng kháng khu n và kháng n m N m 1963, F Kavanagh và n m 1975,... lắp bình cầu với hệ thống sinh h n thich hợp Ti n hành đun hồi lưu trong 12 giờ Theo dõi ti n tri n ph n ứng bằng sắc ký lớp mỏng với hệ dung môi là n- buthanol: acid acetic: n ớc (9:2:2,5) và hi n màu bằng đ n tử ngoại ở bước sóng 254nm Dưới đây là hinh ảnh SKLM minh họa (với N1 và N2 là nguy n liệu ban đầu và sh2 là h n hợp ph n ứng): 22 Hình 3.8 Hình ảnh theo dõi ph n ứng bằng SKLM của ph n ứng tạo... số d n chất của phthalimid và succinimid theo sơ đồ như sau: Hình 3.1 Sơ đồ d n chất của succinimid tổng hợp được Hình 3.2 Sơ đồ các d n chất của phthalimid tổng hợp được 18 3.2 Tổng hợp một số d n chất N- alkyl hóa của succinimid • Tổng hợp N- benzylsuccinimid Phương trình ph n ứng : Hình 3.3: Sơ đồ tổng hợp N- benzylsuccinimid Ti n hành: Chu n bị dụng cụ bao gồm: một bình cầu 2 cổ 100ml, ống đong 100ml,... dụng Chống ung Chất 4a thư 1.6 Tác dụng sinh học của N- alkyl phthalimid Các d n chất phthalimid có tác dụng sinh học rất phong phú bao gồm kháng khu n và kháng n m, chống sốt rét, hạ huyết áp, kháng vius, chống co giật, lợi tiểu [4, 11] Tác dụng kháng khu n và kháng n m N m 2004, D Ramesh và B Screenivasulu đã ti n hành nghi n cứu tổng hợp và thử tác dụng kháng khu n, kháng n m của d n chất N- alkyl phthalimid. .. dụng tri n vọng để tạo ra nhiều thuốc mới Việc tạo ra thuốc mới là một quá trình lâu dài và được thực hi n bằng nhiều con đường khác nhau, trong đó đáng quan tâm là con đường tổng hợp hóa dược Ngày nay, những thuốc có ngu n gốc tổng hợp hóa dược chiếm một tỷ lệ l n nhất trong điều trị Nhiều công trình nghi n cứu cho thấy d n chất phthalimid và succinimid là hợp chất dị vòng có tác dụng rất đa dạng như:... h n hợp tr n, lắp bình cầu với hệ thống sinh h n thích hợp Ti n hành đun hồi lưu khoảng 3 giờ Theo dõi ti n tri n ph n ứng bằng sắc ký lớp mỏng với hệ dung môi là dichlorometan: methanol (9:1) và hi n màu bằng đ n tử ngoại ở bước sóng 254nm Xử lý h n hợp ph n ứng: Sau khi ph n ứng kết thúc, lọc n ng để loại bỏ benzyl chlorid c n dư, sau đó làm lạnh và lọc lấy tủa qua phễu Buchner có n i s n hệ thống... cơ như: dichlorometan, ether, aceton; tan tốt trong ethanol; dễ tan trong n ớc - Độ hòa tan trong n ớc: 1g tan trong 3 ml n ớc, 0,7 ml n ớc sôi - Nhiệt độ n ng chảy: 125-127ºC - Đặc điểm tinh thể: Tinh thể màu trắng 1.2.3 Các d n chất của succinimid Nhóm các d n chất succinimid được Miller tổng hợp và nghi n cứu một cách hệ thống vào n m 1951 Một số d n chất được dùng làm thuốc điều trị động kinh có... dẻo, trong tổng hợp hóa học và trong nghi n cứu T n khoa học và cấu trúc O NH O 1H-Isoindol-1,3(2H)-dion Hình 1.6 Cấu trúc hóa học của ph n tử phthalimid Công thức ph n tử : C8H5NO2 Khối lượng ph n tử : 147,13 đ.v.C 1.5.2 Tính chất hóa lý học của phthalimid - Độ tan : Tan được trong dung môi hưu cơ như: aceton, dichloromethan; ít tan trong n ớc , tan trong ethanol n ng - Độ hòa tan trong n ớc : . N -alkyl hóa của succinimid 18 3.3. Tổng hợp một số dẫn chất N -alkyl hóa của phthalimid 19 3.3.1. Tổng hợp N-benzylphthalimid. 19 3.3.2. Tổng hợp N-phthaloyl-L-tyrosin 21 3.3.3. Tổng hợp N-phthaloyl-3’-nitrotyrosin của phthalimid 8 1.5.2. Tính chất hóa lý học của phthalimid 8 1.5.3. Các dẫn chất của phthalimid 9 1.6. Tác dụng sinh học của N -alkyl phthalimid 9 1.7. Các phương pháp tổng hợp dẫn chất N -alkyl. chất N -alkyl hóa succinimid 6 Hình 1.6 Cấu trúc hóa học của phân tử phthalimid 8 Hình 1.7 Công thức cấu tạo chung của dẫn chất N -alkyl phthalimid 9 Hình 1.8 Công thức cấu tạo chung của N-alkyl