Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 5 aryliden rhodanin

BỘYTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI so Ú oa NGUYỄN THỊ THU HÀ TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 5- ARYLIDEN RHODANIN KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ ĐẠI HỌC KHOÁ 2 0 0 1 - 2006 Người hướng dẫn Nơi thực hiện Thời gian thực hiện ; PGS. TS. NGUYỄN QUANG ĐẠT Th.s. VŨ TRẦN ANH : Bộ MÔN HOÁ HŨU c ơ : 2/2006-5/2006 HÀ NỘI, 5/2006 Lời cảm ơn Dể hoàn thành khoá luận tốt nghiệp nàỵ, tôi luôn nhận được sự ìưống dẫn nhiệt tình của: pgs. Tỗ. Nguỵễn Quang Dạt Thỗ. Vũ Trần Anh Tôi xin bàỵ tỏ lòng biết ơn sâu ồắc tói ồự quan tâm, giúp đỗ tận tình đó. Tôi cũng xin chân thành cảni ơn CN. Lê Thị Thuý Hạnh, Dỗ. Nguyễn Thị Huỵén (Phòng thí nghiệm trung tâm — Trưòng Đại Học Dược Hà Nội); Tỗ. Thành Thu Thuỷ (Phòng khối phổ - Viện hoá học); Tỗ. Lê Mai Hương, Thổ. Trần Như Hằng, Thổ. Trần Hổng Hồ (Phòng sinh học thực nghiệni - Viện hoá học các hợp chất thiên nhiên) vồ toàn thể các thầỵ cô giáo, kỹ thuật viên ồộ íiiôn Hoá hữu cơ, các thầỵ cô giáo trong trường, các phòng ban, thư viộn đã tạo điểu kiện thuận lợi đ ể tôi hoàn thành khoá luạn nồỵ. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè luôn động viên, hỗ trợ tôi thực hiện tốt khoá luận tốt nghiệp nàỵ. Hà Nội, 19/05/2006. ỗinh viên: Nguỵễn Thị Thu Hà MỤC LỤC Nội dung Trang ĐẶT VẤN ĐỂ 1 PHẨN 1: TỔNG QUAN 2 1.1. Tác dụng sinh học của các dẫn chất của rhodanin 2 1.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 2 1.1.2. Tác dụng chống ung thư 6 1.2. Các phản ứng tổng hợp rhodanin và dẫn chất 7 1.2.1. Phản ứng tổng hợp rhodanin 7 1.2.2. Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất của rhodanin 8 PHẦN 2: THựC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 15 2.1. H oá chất, phương tiện và phương pháp thực nghiệm 15 2.1.1. Hoá chất . 15 2.1.2. Phương tiện 15 2.1.3. Phương pháp thực nghiệm 15 2.2. Tổng hợp hoá học 16 2.2.1. Sơ đồ phản ứng chung 16 2.2.2. Tổng hợp 5- benzyliden- 2- thioxo- 4- thiazolidinon 17 2.2.3. Tổng hợp một số dẫn chất base Mannich của 5- benzyliden- 2- thioxo- 4- thiazolidinon 18 2.2.4. Kết luận 23 2.3. Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc 25 2.3.1. Sắc ký lớp mỏng 25 2.3.2. Phân tích phổ hồng ngoại (IR) 25 2.3.3. Phân tích phổ tử ngoại (UV) 27 2.3.4. Phân tích phổ khối lượng (MS) 29 2.4. Thử tác dụng sinh học 32 2.4.1. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 32 2.4.2. Thử tác dụng kháng các dòng tế bào ung thư người 36 2.5. Bàn luận 39 2.5.1. Về tổng hợp hoá học 39 2.5.2. Về xác định cấu trúc . 40 2.5.3. Về hoạt tính sinh học 40 PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUÂT 42 3.1. Kết luận . 42 3.2. Đề xuất 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT CTPT DMF DMSO FL H ep -2 IQo IR KLPT KB LU MIC MS SKLM uv vsv Công thức phân tử Dimethylformamid Dimethylsulfoxid Tế bào ung thư tử cung Tế bào ung thư gan người Nồng độ ức chế 50% Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) Khối lượng phân tử Tế bào ung thư biểu mô Tế bào ung thư phổi Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimal inhibitory concentration) Phổ khối lượng (Mass spectrometry) Sắc ký lớp mỏng Phổ tử ngoại (Ultraviolet spectroscopy) Vi sinh vât ĐẶT VẤN ĐỂ Xã hội ngày càng phát triển, văn minh hoíì, hiện đại hơn nhưng con người vẫn không thể trốn tránh được bệnh tật, Vì lẽ đó, việc nghiên cứu tìm ra những loại thuốc mới có hiệu quả cao trong phòng và chữa bệnh luôn là vấn đề quan tâm hàng đầu của nghành Dược nói riêng và toàn nhân loại nói chung. Thuốc có nhiểu nguồn gốc khác nhau, trong đó thuốc có nguồn gốc tổng hợp hoá dược đóng vai trò hết sức quan trọng và chiếm số lượng lớn trong các thuốc sử dụng. Trong lĩnh vực tổng hợp hoá dược, các nhà nghiên cứu thường tìm cách biến đổi cấu trúc của các chất đã được sử dụng làm thuốc hoặc các chất có tác dụng dược lý đã biết để tạo ra những phân tử mói dự đoán có tác dụng cao hơn, ít độc tính hơn và dễ dàng đạt hiệu quả cao trong điều trị. Cùng với nhiều dãy chất khác, các dẫn chất của rhodanin cũng được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, tổng hợp và sàng lọc hoạt tính sinh học để tìm kiếm thuốc mới. Nhiểu công trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất của rhodanin có tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư [6]; [7]; [11]; [12];[17]; [22] và gần đây nhất là tác dụng ức chế một số loại virus [20] có triển vọng cao trong điều trị. Tiếp tục và phát triển hưómg nghiên cứu về tổng hợp và sàng lọc hoạt tính sinh học của các dẫn chất của rhodanin, chúng tôi thực hiện để tài: “Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 5-aryIiden rhodanin” với hai mục tiêu sau: 1. Tổng họp 5 - benzyliden rhodanin và một số dẫnchất base Mannich của nó. 2. Thử sàng lọc tác dụng sinh học ( kháng khuẩn, kháng nấm, kháng tế bào ung thư ) với hy vọng tìm được các chất có hoạt tính sinh học cao hướng tới các nghiên cứu sâu horn về khả năng ứng dụng trong thực tế, Đồng thời có thể rút ra những nhận xét sơ bộ về mối liên quan cấu trúc - tác dụng của dãy chất này. Vói các mục tiêu trên, chúng tôi hy vọng đề tài này là một đóng góp nhỏ vào việc nghiên cứu tìm kiếm các chất thuốc thuộc dãy dẫn chất của rhodanin. PHẦNl TỔNG QUAN 1.1. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẪN CHẤT c ủ a RHODANIN 1.1.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. * Một số công trình nghiên cứu về tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của dẫn chất rhodanin. Rhodanin là một khung phân tử của nhiều hợp chất có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. Năm 1974, nhà nghiên cứu Thuỵ Điển Akerblom E.B. [17] đã tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất 5 - nitroíuran mà phân tử chứa gốc 5 - nitrofuryl, nhân rhodanin, nhóm ceton a, |3- không no. 0 N -R i O2N 0 " ^ C H = C H k - C H ^ s n = 0, 1 Ri = H, alkyl Các chất tổng hợp được xác định nồng độ ức chế tối thiểu trên hai chủng vi khuẩn Gr(+), và ba chủng vi khuẩn Gr(-) bằng kỹ thuật pha loãng. Kết quả có 9 chất có tác dụng diệt khuẩn mạnh hơn nitrofurantoin trên cả 5 chủng vi khuẩn kiểm định với MIC = 0,2 -12,5 |ig/ml. Những năm gần đây, các dẫn chất rhodanin vẫn tiếp tục được tổng hợp và nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. Trong năm 1997 Pafahl, Magnus Catherine [24] đã tiến hành thử hoạt tính kháng nấm của các dẫn chất 5 - benzyliden rhodanin: R = Q H 4 — 4 — 0 CF3, CH(CH3)Ph Tính kháng nấm được thử nghiệm trên Candida albicans và kết quả là chất này có tác dụng ức chế chậm enzym protein mannosyltransferase — 1 (PMT — 1) của chủng nấm này vói IC50 ^ 0,5 |ag/ml. Năm 2004, Orchar Michael, Neuss Charlotte [23] tổng hợp một số dẫn chất thiazolidinon và thử hoạt tính kháng nấm của các chất này. X = o, s Q = (CH2)„CHR,(CH2)„ Ri, R5 = H, alkyl, Ph R3, R4 =H, a lk y l, COR^ n = 0 - 2 Y = - CH2; CO R2 = H, alkyl, cycloalkyl , R = H, alkyl,(CH2)p phenyl p = 0 — 3 Các chất tổng hợp trên đều có thể dùng trong phòng và điều trị bệnh gây ra do nhiễm nấm Aspergillus niger,Microsporum gypseum, \óì MIC = 0,2 — 0,5 fig/ml. Các tác giả người Singapo: Sim Mui Mui, Ng Sew Bee [27] đã đưa ra những thông tin về tình kháng khuẩn của các dãn chất 5 - benzyliden rhodanin. N -R i o _ Y _ X = S; R = N(CH3)2,-C 1; Ri = H,alkyl; n = 0, 1 Tác dụng này là do các chất trên có khả năng ức chế các enzym ƯDB - N- Acetyl muramate / L- Alanin Ligase của Staphylococcus aureus kháng methicillin. Tuy nhiên chất này lại không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(-) Escherichỉa coli. ở Việt Nam, nhiểu dẫn chất của rhodanin cũng đã được tổng hợp và thử tác dụng sinh học trong đó có tác dụng kháng khuẩn và chống nấm. Trương Phương, Huỳnh Thị Nguyên Thuỷ đã tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 3 - salicylamino rhodanin [11]. N - N H — C O — ^ ^ R C H = C ^ ^ HO R = Q H 5-,(CH3)NQH4 - Kết quả là các chất trên có tác dụng trên tất cả các chủng vi khuẩn kiểm định, trong đó mạnh nhất là 4 - phenyl hydrazon - 3 - salicyamino rhodanin với MIC = 0,031 |ig/ml. C6H4N H-N N -N H -C O - Dựa theo kết quả nghiên cứu trên, năm 2000, Trưoỉng Phương và cộng sự tiếp tục tổng hợp các dẫn chất 3 - [3’, 5’ - diclorosalicylamydo] rhodanin [12]. 0 \\ RCH: -N -NH-CO ' s HO C 1 R = Q H s-, - ( CH3)NQH4 QH^ OH - Vi sinh vật kiểm định là các chủng thường gặp trong các bệnh nhiễm khuẩn da như: Staphylococcus aureus, Microsporum gypseum, Escherichia coli, Candida albicans. Pseudomonas aeruginosa, Strepcoccus aureus. Cả sáu chất tổng hợp được đều có tác dụng mạnh trên các chủng vi khuẩn Gr(+) với MIC = 0,15-0,5 |Lig/ml, tác dụng yếu và có khi không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(-) và vi nấm. Năm 2001, các tác giả Nguyễn Quang Đạt, Đinh Thị Thanh Hải, Ngô Mai Anh, Imphea Rith [6]; [9] tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của 5- (5’- nitro- 2’- furfuryliden) rhodanin và một số dẫn chất base Mannich của nó. 0 \\ 0 ỵ-CE2 R, R2 Rj = H, alkyl, aryl R2 = alkyl, aryl Các chất này được thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm trên các chủng vsv thông thường như: Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans. Pseudomonas aeruginosa, và, cho thấy có tác dụng mạnh, thể hiện Ở M IC = l-10^g/m l. *về cơ chê tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất rhodanin: [...]... trong vựng 4000 - 50 0 cm'4i phũng Thớ nghim trung tõm ( Trng i hc Dc H N i ), 6 ph c trỡnh by cỏc ph lc 1 - 6 Bng 3: Cỏc di hp th c trng trong ph IR (cm'^) Cht Bin gii M h V:H2 3 155 I v =0 1701 \ c arom Đ :H 2 158 2 V:=s 1238 1492 II 2920 2927 2810 V 3394 VI 3392 2920 2920 1760 1702 2830 1 355 1600 1446 13 65 159 8 1446 1490 1706 14 45 13 45 1601 14 45 150 8 IV 1706 1602 1490 2 850 11 95, 1073 1011,764, 676... mt s dn cht 5 - nitrofuran trong ú cú 5 - (5 - nitro - 2 - furfuryliden) rhodanin o N -H Oi Cht trờn c th tỏc dng khỏng t bo ung th ngi trờn cỏc dũng t bo ung th biu mụ (KB) v t bo ung th t cung (FL) Kt qu l cht ny cú tớnh khỏng mnh c hai dũng t bo ung th th hin qua IC50 = l,l|Hg/ml i vi KB v IC50 = 0 ,5 |ig/ml i vi FL 1.2 CC PHN NG TNG HP RHODANIN V DN CHT 1.2.1 Phn ng tng hp rhodanin Rhodanin c... Silicagel Kieselgel 60 F 254 (Merck) Cỏc cht c ho tan trong aceton,h dung mụi trin khai l C H C I3: QHgớlS: 1) Soi di ỏnh sỏng ốn t ngoi thy cỏc cht u cho vt rừ v Rf tớnh theo bng 2 Bng 2: Túm tt kt qu SKLM Cht H dung mụi trin khai Rf I CHCI3: QHe 0 ,56 ( 15: 1 ) II CHCI3: QHg 0 ,52 ( 15: 1) III CHCI3: CụHg 0,47 ( 15: 1) IV CHCI3: QHụ 0,46 ( 15: 1) V CHCI3: QHụ 0,44 ( 15: 1) VI CHCI3: QHụ 0,48 ( 15: 1) 2.3.2 Phõn tớch... - p-touidino methyl - 5 - benzyliden - 2- thioxo- 4thiazolidinon (VI) * S phn ng: 0 0 +HCH0+H2NH\ N -C H 2 -H N - y ch- -c= -c=ớ \ (I) wr -C H (VI) M = 221,22 M = 340,27 * Dng c: Bỡnh cu 3 c dung tớch 250 ml, sinh hn hi luu, khuy t, nhit k * Tin hnh: Trong bỡnh cu 3 c cho vo 1,1 Ig (0,005mol) cht (I) 35ml EtOH, khuy u, ri thờm 0 ,54 g (0,005mol) p-toluidin; 0,42ml formol (0,005mol HCHO), va cho va... KLPT phn ng kt tinh li m (gi) Cht I C,oH70NS2 M = 221,22 Hiu sut (%) II 5 Vng EtOH 206 - 208 48,03 2 o Vng EtOH:CHCl3 (1:1) 1 57 - 1 5 9 66,8 M = 278,30 v _ > = " -s^ s III \ C,5H.,02N2S, M = 320,34 2 Vng EtOH 114-1 15 72 ,5 ^ - N - C H 2 - N /~A) ^16Hi80N2S2 M = 318,37 2 Vng EtOH; C H C I3 (2:1) 111-113 69,1 C17H 14 2 2 ON S M = 326, 35 3 Vng EtOH 122 - 124 79,2 3 Vng EtOH 137-139 71,1 o - n - C H ,... 2.2.3.4.Tng hp 3 - anilino methyl - 5 - benzyliden - 2 - thioxo - 4 thiazolidinon (V) * S phn ng: 0 + HCHO-fH,N 0 -N -C H 2 -H N NH -C H = C\ r (I) M = 2 2 1 ,2 2 :fc s (V) M = 326, 35 ng c: Bỡnh cu 3 c dung tớch 250 ml, sinh hn hi lu, khuy * t, nhit k hnh: Trong bỡnh cu 3 c cho vo 1,1 Ig (0,005mol) cht (I), 30ml EtOH, khuy u, ri thờm 0,46ml (0,005mol) anilin; 0,42ml formol (0,005mol HCHO), va cho va khuy v... monocloroacetat thu c sn phm trung gian Sau ú úng vũng sn phm trung gian bng cỏch un núng vi acid HCl 6N 90 - 95c s to thnh rhodanin 1.2.2 Cỏc phn ng tng hp cỏc dn cht ca rhodanin Nhõn rhodanin cú hai kh nng phn ng to thnh dn cht: - Nhúm methylen hot ng cú kh nng ngng t vi cỏc aldehyd thm to dn cht 5- aryliden rhodanin - Nhúm NH amid cú H linh ng cú th tham gia phn ng Mannich to ra cỏc dn cht base Mannich I.2.2.I... 2830 1 355 1600 1446 13 65 159 8 1446 1490 1706 14 45 13 45 1601 14 45 150 8 IV 1706 1602 1490 2 850 11 95, 1073 1011,764, 676 1492 III 1717 (benzen) 1346 159 4 1443 152 0 1344 1 256 11 85, 1064 1010,763,682 12 65 11 15, 1048 1010,760,681 1267 1193,1116 1079,763,680 1239 1131,1 056 761,683 1237 1103,1060 818,761,682 * Bin gii ph hng ngoi: Phõn tớch ph ca cỏc cht tng hp cho phộp chỳng tụi nhn bit c cỏc di hp th c trng ca... chy: 157 c - 159 c - tan: ớt tan trong EtOH, CHCI3 nhit thũng, d tan trong DMF, aceton - Kim tra tinh khit bng SKLM, h dung mụi CHCI3: QH6( 15: 1 ) Soi di ốn t ngoi vt = 0 ,52 2.2.3.2.Tng hp 3 - morpholino methyl -5 - benzyliden - 2 - thioxo - 4 thiazolidinon (III) * S phn ng: 0 ^ -NH N-CH2-N \_ / -CH= (I) M = 2 2 1 ,2 2 * +H CHO+ H N ^ O 0 \_ v X (III) M = 320,34 Dng c: Bỡnh cu 3 c dung tớch 250 ml,... tng hp c 6 cht gm: * 5 - benzyliden- 2 - thioxo - 4 -thiazolidinon (I) * 3- dimethylamino methyl- 5- benzyliden- 2-thioxo- 4- thiazolidinon (II) * 3- moipholino methyl- 5- benzyliden- 2- thioxo- 4- thiazolidinon (III) * 3- piperidino methyl- 5- benzyliden- 2- thioxo- 4- thiazolidinon (IV) * 3- anilino methyl- 5- benzyliden- 2- thioxo- 4- thiazolidinon (V) * 3- p- toludino methyl- 5- benzyliden- 2- thioxo- . chất của rhodanin, chúng tôi thực hiện để tài: Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 5- aryIiden rhodanin với hai mục tiêu sau: 1. Tổng họp 5 - benzyliden rhodanin và một số dẫnchất. Nam, nhiểu dẫn chất của rhodanin cũng đã được tổng hợp và thử tác dụng sinh học trong đó có tác dụng kháng khuẩn và chống nấm. Trương Phương, Huỳnh Thị Nguyên Thuỷ đã tổng hợp và thử tác dụng kháng. ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI so Ú oa NGUYỄN THỊ THU HÀ TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 5- ARYLIDEN RHODANIN KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ ĐẠI HỌC KHOÁ 2 0 0 1 - 2006 Người hướng dẫn Nơi