Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất 2 arylbenzimidazol

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐẶNG THỊ KHÁNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2013 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐẶNG THỊ KHÁNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện 2. DS. Phạm Thị Hiền Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2013 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian làm việc khẩn trương 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 sinh học một số dẫn chất 2-arylbenzimidazol”. Với tất cả sự kính trọng, trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS. TS Nguyễn Đình Luyện đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi nghiên cứu thực hiện khóa luận này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo DS. Nguyễn Văn Giang, DS. Phạm Thị Hiền và CN. Phan Tiến Thành của Tổ môn Tổng hợp Hóa dược - Bộ môn Công nghiệp dược đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận vừa qua. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, cũng như các thầy cô trong Trường Đại học Dược Hà Nội đã dạy bảo tôi tận tình trong suốt năm năm học và đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè những người đã động viên, giúp đỡ tôi suốt thời gian đi học và trong suốt quá trình thực hiện đề tài Khóa luận tốt nghiệp. Hà Nội, ngày 21 tháng 05 năm 2013 Sinh viên Đặng Thị Khánh MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2 1.1. TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2- ARYL BENZIMIDAZOL 2 1.1.1. Tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn 2 1.1.2. Tác dụng chống ung thư 3 1.1.3. Tác dụng chống tăng huyết áp 8 1.1.4. Tác dụng chống virus 8 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYL BENZIMIDAZOL 9 1.2.1. Đóng vòng tạo nhân 2-aryl-1H-benzimidazol từ o-phenylendiamin hoặc dẫn chất của o-phenylendiamin 9 1.2.1.1. Phản ứng với acid 9 1.2.1.2. Phản ứng với aldehyd 10 1.2.2. Tạo các dẫn chất trên nhân 2-aryl-1H-benzimidazol 12 1.2.2.1. Phản ứng bromo hóa 12 1.2.2.2. Phản ứng alkyl hóa 13 1.2.3. Phản ứng thế vào vị trí N-1 trên nhân 2-aryl-1H-benzimidazol 15 CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT BỊ 16 2.1.1. Hóa chất và dung môi 16 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ 17 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.3.1. Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết 19 2.3.2. Xác định cấu trúc 19 2.3.3. Thử tác dụng sinh học 20 CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21 3.1. HÓA HỌC 21 3.1.1. Tổng hợp hóa học 21 3.1.1.1. Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol-2-yl)-2-methoxyphenol (I) 21 3.1.1.2. Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol-2-yl)-2-bromo-6-methoxyphenol (II) 22 3.1.1.3. Tổng hợp 2-(4-benzyloxy)-3-bromo-5-methoxyphenyl)-1H- benzimidazol (III) 24 3.1.1.4. Tổng hợp ethyl 2-[2-(4-benzyloxy-3-bromo-5-methoxyphenyl)-1H- benzimidazol-1-yl] acetat (IV) 25 3.1.2. Kiểm tra độ tinh khiết 26 3.1.3. Xác định cấu trúc 28 3.1.3.1. Kết quả phổ hồng ngoại (IR) 28 3.1.3.2. Kết quả phổ khối lượng (MS) 28 3.1.3.3. Kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( 1 H-NMR) 29 3.2. THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 31 3.2.1. Thử hoạt tính kháng khuẩn 31 3.2.1.1. Giống vi sinh vật kiểm định 31 3.2.1.2. Môi trường thử nghiệm 32 3.2.1.3. Nguyên tắc 32 3.2.1.4. Tiến hành 32 3.2.1.5. Kết quả thử nghiệm 33 3.2.2. Thử hoạt tính kháng nấm 34 3.2.2.1. Giống vi sinh vật kiểm định 34 3.2.2.2. Môi trường thử nghiệm 34 3.2.2.3. Nguyên tắc 35 3.2.2.4. Tiến hành 35 3.2.2.5. Kết quả thử nghiệm 36 3.2.3. Thử hoạt tính gây độc tế bào 37 3.2.3.1. Nguyên tắc 37 3.2.3.2. Cách tiến hành 37 3.2.3.3. Kết quả 38 3.3. BÀN LUẬN 39 3.3.1. Về tổng hợp hóa học 39 3.3.1.1. Phản ứng đóng vòng tạo nhân benzimidazol và phản ứng thế trên nhân thơm 39 3.3.1.2. Phản ứng thế ở vị trí N-1 trên nhân benzimidazol 40 3.3.2. Về tác dụng sinh học 40 3.3.2.1. Về tác dụng kháng khuẩn 40 3.3.2.2. Về tác dụng kháng nấm 41 3.3.2.3. Về tác dụng gây độc tế bào 41 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC CHÚ GIẢI CHỮ VIẾT TẮT 1 H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( 1 H Nuclear Magnetic Resonance proton) ADN Acid 2’-deoxynucleic ATCC American Type Culture Collection BrdU 5-bromo-2'-deoxyuridin BVDV Virus gây tiêu chảy ở bò (Bovine Viral Diarhoea) CVB Coxsackie B virus DMF N,N-dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxid EC 50 Nồng độ 50% tác dụng tối đa (Effective Concentration of 50%) EtOH Ethanol HIV Virus suy giảm miễm dịch ở người (Human immunodeficiency virus) HSV-1 Herpes Simplex Virus IC 50 Nồng độ ức chế tối thiểu 50% sự phát triển của tế bào (Inhibitory concentration of 50%) IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) LM Nồng độ dưới micromol (Low Micromol) MIC Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum Inhibitory Concentration) MMC Mitomycin C MRSA Tụ cầu vàng kháng methicillin (Methicillin Resistant Staphylococus aureus) MS Phổ khối lượng (Mass Spectroscopy) MTT Thuốc nhuộm 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromid MW Vi sóng (Micro Wave) NTCC National Type Culture Collection R f Hệ số lưu giữ (Retention factor) RSKK Refik Saydam National Type Culture Collection SKLM Sắc ký lớp mỏng SNU Tế bào ung thư dạ dày người THF Tetrahyrdofuran t o Nhiệt độ t o nc Nhiệt độ nóng chảy VSV Vesicular stomatitis virus VV Vaccinia virus YFV Virus gây sốt vàng da (Yellow Fever Virus) DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1 Bảng 1.1: Giá trị IC 50 của các dẫn chất benzimidazol-4,7-dion trên 3 dòng tế bào ung thư bằng khảo nghiệm MTT 5 2 Bảng 1.2: Kết quả tổng hợp một số dẫn chất 2-arylbenzimidazol 11 3 Bảng 2.1: Danh mục các dung môi, hóa chất 16 4 Bảng 2.2: Danh mục các thiết bị 17 5 Bảng 2.3: Danh mục các dụng cụ 17 6 Bảng 3.1: Kết quả tổng hợp hóa học 26 7 Bảng 3.2: Giá trị R f và nhiệt độ nóng chảy (t o nc ) của các chất 27 8 Bảng 3.3: Kết quả phổ hồng ngoại của các chất I-IV 28 9 Bảng 3.4: Kết quả phổ khối lượng của các chất I-V 28 10 Bảng 3.5: Kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton của các chất I-V 29 11 Bảng 3.6: Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn 34 12 Bảng 3.7: Kết quả thử tác dụng kháng nấm 36 13 Bảng 3.8: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của 2 chất III, IV 39 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Tên hình vẽ, đồ thị Trang 1 Hình 1.1: Một số dẫn chất thế ở vị trí 2, 5 của benzimidazol và benzoxazol 2 2 Hình 1.2: Công thức cấu tạo một số dẫn chất 4-methoxyphenyl- 1H-benzimidazol 4 3 Hình 1.3: Công thức cấu tạo của một số dẫn chất 2-aryl-1H- benzimidazol 7 [...]... K-5 62, các hợp chất 1a, 7a và 10a cho thấy hoạt động mạnh và hợp chất 5a tác dụng tốt ức chế sự phát triển trên dòng tế bào HL-60 [8] 7 R R1 1a H H 2a H -2NO2 3a H -3NO2 4a H -2Cl 5a H -4Cl 6a -2NO2 -2NO2 7a -2NO2 -3NO2 8a -3NO2 -2NO2 9a -3NO2 -3NO2 10a -2Cl -2NO2 11 -2Cl -3NO2 Hình 1.3: Công thức cấu tạo của một số dẫn chất 2- aryl-1H-benzimidazol Năm 20 12, Ju-Fang Liu và cộng sự thực hiện nghiên cứu. .. hoặc béo [17] Dưới đây là một số dẫn chất 2arylbenzimidazol được tổng hợp theo phương pháp này: Bảng 1 .2: Kết quả tổng hợp một số dẫn chất 2- arylbenzimidazol Hiệu Diamin Aldehyd Sản phẩm suất tonc (oC) % 90 28 8 -29 0 89 29 2 -29 3 84 310-311 90 198 -20 0 86 22 0 -22 1 Năm 20 12, Chen và cộng sự nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất ở vị trí C2 trên nhân benzimidazol sử dụng chất xúc tác FeCl3/Al2O3 Kết quả cho thấy phản... hạ huyết áp…Việc nghiên cứu tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học của chúng hứa hẹn rất nhiều triển vọng Chình vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 2- arylbenzimidazol với các mục tiêu sau: 1 Tổng hợp một số dẫn chất 2- arylbenzimidazol với các nhóm thế khác nhau trên nhân thơm và vị trí N-1 2 Thử tác dụng gây độc tế bào và kháng nấm, kháng... khuẩn của một số dẫn chất 2- arylbenzimidazol tổng hợp được 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2- ARYL BENZIMIDAZOL 1.1.1 Tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn Năm 1997, Sener và cộng sự đã tổng hợp một số dẫn chất thế ở vị trí 2, 5 của benzimidazol và benzoxazol, đồng thời thử tác dụng ức chế vi sinh vật in vitro theo kỹ thuật pha loãng 2 lần liên tiếp Tác dụng kháng... của dẫn chất 2- aryl-1H-benzimidazol 15 9 Sơ đồ 3.1: Các giai đoạn tổng hợp các dẫn chất 2- phenyl 21 benzimidazol 10 Sơ đồ 3 .2: Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol -2- yl)-3-methoxyphenol (I) 22 11 Sơ đồ 3.3: Tổng hợp bromo vanillin 22 12 Sơ 23 đồ 3.4: Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol -2- yl) -2- bromo-6- methoxyphenol (II) 13 Sơ đồ 3.5: Tổng hợp 4-benzyloxy-3-bromo-5-methoxybenzaldehyd 24 14 Sơ đồ 3.6: Tổng hợp 2- (4-benzyloxy)-3-bromo-5-methoxyphenyl)-... giữa diamin và aldehyd sử dụng đồng acetat là chất oxy hóa trong dung môi nước hoặc alcol Theo phương pháp của Weidenhagen, nhiều dẫn chất benzimidazol thế ở vị trí số 2 đã được tổng hợp [25 ] Năm 20 06, Nagawade và cộng sự nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất benzimidazol từ o-phenylendiamin và dẫn chất với aldehyd sử dụng chất xúc tác BF3.OEt2 cho hiệu suất rất cao Phương pháp này, có tác dụng rất tốt... Thử tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn với các chất I, II, III, IV - Thử tác dụng chống ung thư với chất III, IV 2. 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2. 3.1 Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết Sử dụng phương pháp tổng hợp hóa học, dựa trên 4 phản ứng: - Phản ứng đóng vòng tạo dẫn chất thế 2- phenylbenzimidazol theo phương pháp ở mục 1 .2. 1 - Phản ứng bromo hóa tạo dẫn chất bromo theo phương pháp ở mục 1 .2. 2... ngắn hơn, hiệu suất cao hơn, chất xúc tác không độc và rẻ tiền [10] Sơ đồ 1.5: o-phenylendiamin ngưng tụ với aldehyd 12 Năm 20 09, Savall và cộng sự nghiên cứu tổng hợp dẫn chất 2arylbenzimidazol sử dụng chất xúc tác là natri metabisulfit (Na2S2O5) cho hiệu suất khá cao trên 85% [20 ] Sơ đồ 1.6: Tổng hợp dẫn chất 4-(benzimidazol -2- yl)phenol Gần đây, Navarrtete và cộng sự đã sử dụng công nghệ vi sóng trong... huyết áp [ 12] 6 1.1.4 Tác dụng chống virus Năm 20 07, Vasquez cùng cộng sự nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của 1benzoyl -2- (2- nitrophenyl)-1H-benzimidazol và thử tác dụng ức chế sự sao chép ngược của virus HIV-1 Trong đó, hợp chất 1- (2, 6-diclorobenzoyl) -2- (2nitrophenyl)-1H-benzimidazol (7) cho hoạt động ức chế chống lại RT-HIV là tốt nhất [24 ] 7 Năm 20 10, Mechele Tonelli và cộng sự thử tác dụng chống... Mỹ (NCI) và Trường Đại học Dược, Đại học tổng hợp Illinois, Chicago, Mỹ 21 CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 HÓA HỌC 3.1.1 Tổng hợp hóa học Sau khi tham khảo các tài liệu và dựa vào điều kiện phòng thí nghiệm, các hóa chất cho phép, các dẫn chất 2- phenylbezimidazol được tổng hợp theo sơ đồ sau: Sơ đồ 3.1: Các giai đoạn tổng hợp các dẫn chất 2- phenylbenzimidazol 3.1.1.1 Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol -2- yl) -2- methoxyphenol . nghiên cứu tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học của chúng hứa hẹn rất nhiều triển vọng. Chình vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số. kháng khuẩn của một số dẫn chất 2-arylbenzimidazol tổng hợp được. 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYL BENZIMIDAZOL 1.1.1. Tác dụng kháng. TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐẶNG THỊ KHÁNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1.