Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 1,4 bis(1h benzodimidazol 2 yl thio) butan

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI  SAR VUTHY NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,4-BIS(1HBENZO[D]IMIDAZOL-2-YL-THIO) BUTAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2013 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI  SAR VUTHY NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,4-BIS(1HBENZO[D]IMIDAZOL-2-YL-THIO) BUTAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS.TS DS T ị P ươ Nơi thực hiện: Bộ mô Cô Trườ HÀ NỘI - 2013 i p Dược ại ọc Dược Hà ội LỜI CẢM ƠN Sau thời gian làm việc nghiêm túc giúp đỡ tận tình thầy giáo, gia đình bạn bè, tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất 1,4-bis(1Hbenzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan” Lời đầu tiên, xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS TS Nguyễn Đình Luyện trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện để giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hồn thành khóa luận Đồng thời, tơi xin chân thành cám ơn DS Nguyễn Văn Giang, DS Phạm Thị Hiền DS Nguyễn Thị Phương phân môn Tổng hợp Hóa dược - Bộ mơn Cơng Nghiệp Dược nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt thời gian thực khóa luận Tơi xin gửi lời cám ơn đến thầy cô, anh chị thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, thầy cô trường Đại học Dược Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho học tập suốt năm qua Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn đến gia đình bạn bè ln giúp đỡ, động viên, quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 21 tháng năm 2013 Sinh viên SAR VUTHY MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHUNG BENZIMIDAZOL 1.1.1 Cấu trúc hóa học 1.1.2 Tính chất hóa học 1.2 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL VÀ DẪN CHẤT 1.2.1 Công thức cấu tạo 2-mercaptobenzimidazol 1.2.2 Tính chất hóa lý học 2-mercaptobenzimidazol 1.3 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA DẪN CHẤT 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL .3 1.3.1 Tác dụng kháng khuẩn kháng nấm .3 1.3.2 Tác dụng giảm cholesterol máu chống xơ cứng động mạch 1.3.3 Tác dụng chống ung thư 1.3.4 Tác dụng chống co giật 10 1.3.5 Tác dụng chống tiết acid dịch vị, ức chế bơm proton H+/K+-ATPase chống viêm loét dày .11 1.3.6 Các tác dụng khác dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol .13 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 1,4-BIS(1H-BENZO[D]IMIDAZOL-2YL-THIO)BUTAN 13 1.4.1 Phản ứng đóng vịng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol từ o-phenylendiamin dẫn chất o-phenylendiamin .14 1.4.2 Phản ứng tạo bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio) dẫn chất 15 1.4.3 Phản ứng vào vị trí N1 N1’ nhân benzimidazol 16 1.4.3.1 Phản ứng alkyl hóa .16 1.4.3.2 Phản ứng acyl hóa 16 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ 18 2.1.1 Hóa chất 18 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ .19 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .20 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .20 2.3.1 Tổng hợp hóa học 20 2.3.2 Xác định cấu trúc 21 2.3.3 Thử tác dụng sinh học .21 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 22 3.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 22 3.1.1 Tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol 22 3.1.2 Tổng hợp 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan 24 3.1.2.1 Tổng hợp tác nhân 1,4-dibromobutan 24 3.1.2.2 Tổng hợp 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan .25 3.1.3 Tổng hợp số dẫn chất vị trí N1 N1’ 1,4-bis(1Hbenzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan .26 3.1.3.1 Tổng hợp 1,4-bis(1-benzyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan .26 3.1.3.2 Tổng hợp 1,4-bis(1-methoxycarbonylmethyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan 28 3.1.3.3 Tổng hợp 1,4-bis(1-ethoxycarbonylmethyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan 30 3.2 KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT CỦA CÁC DẪN CHẤT TỔNG HỢP ĐƢỢC 32 3.3 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP ĐƢỢC 33 3.3.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) 33 3.3.2 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 35 3.3.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) 36 3.4 THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 38 3.4.1 Nguyên tắc 38 3.4.2 Cách tiến hành 38 3.5 BÀN LUẬN 42 3.5.1 Về tổng hợp hóa học .42 3.5.2 Về thử tác dụng sinh học 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 KẾT LUẬN .48 KIẾN NGHỊ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ADN : Acid 2’-deoxynucleic ATCC : American Type Culture Collection AcOH : Acid acetic CTCT : Công thức cấu tạo DMF : N,N-dimethylformamid DMSO : Dimethyl sulfoxid DMAc : Dimethylacetamid EtOCS2K : Kali ethyl xanthat EtOH : Ethanol ECA : Ethyl cloroacetat HIV : Virus suy giảm miễm dịch người (Human Immunodeficiency Virus) 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) Rf : Hệ số lưu giữ (retention factor) SKLM : Sắc ký lớp mỏng THF : Tetrahydrofuran to : Nhiệt độ tonc : Nhiệt độ nóng chảy µM : Micromol VSV : Vi sinh vật VK : Vi khuẩn DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Các dẫn chất công thức (1) Bảng 1.2 Các dẫn chất công thức (2) Bảng 1.3 Các dẫn chất công thức (3) Bảng 1.4 Các dẫn chất công thức (4) Bảng 1.5 Các dẫn chất công thức (5) Bảng 1.6 Các dẫn chất công thức (22) 10 Bảng 1.7 Các dẫn chất công thức (23) 12 Bảng 1.8 Các dẫn chất công thức (24) 12 Bảng 2.1 Các hóa chất, dung mơi sử dụng q trình thực nghiệm 18 Bảng 2.2 Các máy móc, dụng cụ sử dụng q trình thực nghiệm 19 Bảng 3.1 Tóm tắt kết tổng hợp hóa học 32 Bảng 3.2 Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy chất tổng hợp 33 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ hồng ngoại chất tổng hợp 34 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ khối lượng chất tổng hợp 35 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton chất tổng hợp 36 Bảng 3.6 Các môi trường thử nghiệm kháng khuẩn kháng nấm 39 Bảng 3.7 Kết thử tác dụng kháng khuẩn 41 Bảng 3.8 Kết thử tác dụng kháng nấm 42 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH STT Tên hình ảnh, hình vẽ Trang Hình 1.1 Cấu trúc hóa học phân tử 1H - benzimidazol Hình 1.2 Cấu trúc hóa học phân tử vitamin B12 Hình 1.3 Cấu trúc hóa học phân tử 2-mercaptobenzimidazol Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 CTCT chung dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu Gigani Yaseen năm 2010 CTCT chung dẫn chất bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio) theo nghiên cứu G Srikanth năm 2010 CTCT bis vị trí N1 N1’ nghiên cứu G Srikanth năm 2010 CTCT chung dithiobis(1H-benzimidazol) nghiên cứu G Srikanth năm 2010 CTCT chung dẫn chất bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio) theo nghiên cứu K Aoki K Aikawa năm 1999 5 Hình 1.9 Cơng thức cấu tạo Hoechst 33258 Hoechst 33342 Hình 1.10 CTCT dẫn chất 2-(4-methoxyphenyl)-1H-benzimidazol Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 CTCT dẫn chất 2-cloromethyl-1,5,6-trimethyl-1Hbenzimidazol-4,7-dion CTCT chung dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu K Anandarajagopal cộng CTCT chung dẫn chất benzimidazol theo nghiên cứu Sung Yun Cho cộng năm 2001 CTCT chung dẫn chất benzimidazol theo nghiên cứu B Bhushan Lohray cộng Hình ảnh theo dõi phản ứng SKLM phản ứng tạo chất II-a Hình ảnh theo dõi phản ứng SKLM phản ứng tạo chất III-a Hình ảnh theo dõi phản ứng SKLM phản ứng tạo chất III-b Hình ảnh theo dõi phản ứng SKLM phản ứng tạo chất III-c Hình ảnh theo dõi phản ứng SKLM phản ứng tạo chất III-d Dạng hỗ biến chất 2-mercaptobenzimidazol 10 10 11 12 23 25 27 29 31 35 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ STT Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Tên sơ đồ Sơ đồ tổng hợp 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan dẫn chất Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo Maw-Ling Wang Biing-Lang Liu Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol Van Allan Deacon Trang 13 14 14 Sơ đồ Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ o-nitroamin 15 Sơ đồ Phản ứng tạo bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio) dẫn chất 15 Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Sơ đồ Phản ứng alkyl hóa vào vị trí N1 N1’ nhân benzimidazol Phản ứng acyl hóa vào vị trí N1 N1’ nhân benzimidazol Sơ đồ dẫn chất 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan tổng hợp Sơ đồ tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol 16 17 22 22 Sơ đồ 10 Sơ đồ tổng hợp 1,4-dibromobutan 24 Sơ đồ 11 Sơ đồ tổng hợp 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan 25 Sơ đồ tổng hợp 1,4-bis(1-benzyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan Sơ đồ tổng hợp 1,4-bis(1-methoxycarboylmethyl-1HSơ đồ 13 benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan Sơ đồ tổng hơp 1,4-bis(1-ethoxycarboylmethyl-1HSơ đồ 14 benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan Sơ đồ 12 26 28 30 Sơ đồ 15 Cơ chế phản ứng đóng vịng 2-mercaptobenzimidazol 43 Sơ đồ 16 Vai trò KOH phản ứng tạo chất II-a 43 Sơ đồ 17 Cơ chế nhân lưỡng phân tử (SN 2) phản ứng tạo chất III-a 44 Sơ đồ 18 Cơ chế phản ứng alkyl hóa nhân benzimidazol 45 Sơ đồ 19 Phản ứng tạo muối amino bậc 46 (M = 534g.mol-1) N N S (CH2)4 S N N [2M+Na]+ Phụ lục 8: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất III-b CH2COOCH3 N N S (CH2)4 S N N H3COOCH2C (M = 498g.mol-1) Phụ lục 9: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất III-c CH2COOC2H5 N N S (CH2)4 S N N C2H5OOCH2C (M = 526g.mol-1) Phụ lục 10: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất III-d CH2COOC2H5 N N S (CH2)4 S N N C2H5OOCH2C (M = 526g.mol-1) [2M+Na]+ Phụ lục 11: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất III-d H N S N H Phụ lục 12: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất II-a H N S N H Phụ lục 13: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất II-a H N N S (CH2)4 S N N H Phụ lục 14: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-a H N N S (CH2)4 S N N H Phụ lục 15: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-a N N S (CH2)4 S N N Phụ lục 16: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-b N N S (CH2)4 S N Phụ lục 17: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-b N CH2COOCH3 N N S (CH2)4 S N N H3COOCH2C Phụ lục 18: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-c CH2COOCH3 N N S (CH2)4 S N N H3COOCH2C Phụ lục 19: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-c CH2COOC2H5 N N S (CH2)4 S N N C2H5OOCH2C Phụ lục 20: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-d CH2COOC2H5 N N S (CH2)4 S N N C2H5OOCH2C Phụ lục 21: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-d CH2COOC2H5 N N S (CH2)4 S N N C2H5OOCH2C Phụ lục 22: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất III-d ... tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất 1,4- bis(1Hbenzo[d]imidazol -2- yl- thio )butan? ?? với mục tiêu chính: Tổng hợp số dẫn chất 1,4- bis(1H- benzo[d]imidazol -2- yl- thio )butan Thử. .. 1,4- bis(1H- benzo[d]imidazol -2- yl- thio )butan 24 3.1 .2. 1 Tổng hợp tác nhân 1,4- dibromobutan 24 3.1 .2. 2 Tổng hợp 1,4- bis(1H- benzo[d]imidazol -2- yl- thio )butan .25 3.1.3 Tổng hợp số dẫn. .. hiệu chất % Hiệu chống co giật N R8 O 22 a 26 ,10 % N O 22 b 75,96 % N O 22 c H3C 22 d 22 e 38,49 % N 82, 51 % N HN N O 22 f N 85,98 % 80 ,24 % 11 O 22 g OH H3C 42, 76 % N Ph 22 h Ph N 74 ,22 % N Ph 22 i 82, 02