Tổng hợp một số dẫn chất hydrazon của Rimifon và thăm dò tác dụng sinh học

p BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI OOO ĐÀO ANH THÁI TỔNG HỢP MỘT SỐ DAN CHAT HYDRAZON CỦA RIMIFON VÀ THẢM DÒ TÁC DỤNG SINH HỌC (KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP D ợ c s ĩ KHOÁ 1997-2002) Giáo viên hướng dẫn Ts Phạm Thị Minh Thuỷ Ts Ngô Mai Anh Nơi thực DỘ MÔN HOÁ HŨU CO TDƯÒNG DẠI HỌC D.ược HÀ NỘI Thời gian thực H nộí- 0 01/03/2002'-20/05/2002 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới TS: Phạm Thị Minh Thuỷ TS: Ngo Mai Anh Cùng toàn thể thầy cô giáo & anh chị em kỹ thuật viên môn hoá hữu trường ĐH Dược Hà nội Đổng thời xin chân thành cảm ơn tới giúp đỡ của: - TS: Đỗ Ngọc Thanh - Phòng thí nghiệm TT ĐH Dược giúp đo phổ hồng ngoại & tử ngoại chất tổng hợp - TSKH: Cao Văn Thu & kỹ thuật viên môn công nghiệp dược trường ĐH Dược Hà nội giúp thăm dò tác dụng chất tổng hợp - Ban giám hiệu, phòng ban, môn toàn thể cán nhân viên trường tạo điều kiện tốt cho hoàn thành đề tài Hà nội, ngày 20/5/2002 Sinh viên Chú giải chữ viết tắt khoá luận: DMF: Dimelhylíòrmamnid KLPT: Khối lượng phân tử SKLM: Sắc khí lớp mỏng IR: Phổ hồng ngoại UV: Phổ tử ngoại MỤC LỤC Mục lục Đặt vấnđề .2 Phần I - Tổng q u an I Bệnh lao thuốc điều t r ị II Cấu trúc hoá học tác dụng sinh học isoniazid Cấu tạo tính chất hoá học Tác dụng sinh học isoniazid III Dẫn chất hydrazon tác dụng dược lý Phương pháp điều chế hydrazon Tác dụng sinh học hydrazon Phần I I ! 13 Thực nghiệm kết q u ả 13 I Thực ngh iệm 13 Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu ! 13 Phương pháp nghiên cứu 14 II Kết nghiên cứu 16 II Tổng hợp nguyên liệu trung g ia n : 16 11.2.1 Tổng hợp isonicotinoylhydrazon camphor (chất I) 18 11.2.2 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon oxypinocamphon (chất II) 19 11.2.3 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon aldehyd cinamic (chất III) 20 11.2.4 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon acid pinonic (chất IV ) 21 11.2.5 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon aceton (chất V ) 22 11.2.6 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon citral (chất V I ) 23 11.2.7 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon antipyrin (chất V II) 24 11.2.8 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon pyramidon (chất V III) 25 11.2.9 Kiểm tra độ tinh khiết xác định cấu trúc : 30 III Thăm dò tác dụng sinh h ọ c 32 Nguyên tắc thử 32 Môi trường .32 Sinh vật kiểm định 33 Chuẩn bị mẫu th 33 Cách tiến hành 33 Phần III 39 Kết lu ậ n 39 Tài liệu tham khảo .40 ĐẶT VÂN ĐỂ Bệnh lao bệnh xuất sớm lịch sử y học Trước bệnh coi bệnh nguy hiểm, tỷ lệ người bệnh chết cao Điều vi trùng lao có khả kháng thuốc nhanh, với chưa có phác đồ điều trị chuẩn Từ kỷ 19, người có hiểu biết khoa học bệnh lao, với điều đời hàng loạt loại thuốc kháng sinh thuốc điều trị bệnh lao Bệnh lao có lúc coi toán Nhưng bệnh lao trở lại nguyên nhân hàng đầu gây tử vong số người trẻ tuổi trưởng thành giới Điều trị bệnh lao trở nên khó khăn hơn, thách thức hơn, phát triển lao kháng thuốc mạnh Mặt khác liên quan bệnh lao với bệnh AIDS gia tăng đáng kể bệnh lao phổi bệnh nhiễm khuẩn vi khuẩn gây Thực tế nước ta bệnh lao trở lại mạnh mẽ vấn đề nhức nhối xã hội Vấn đề dựng phác đồ chuẩn điều trị bệnh lao ý đến, phác đồ ấy,isoniazid coi thuốc đứng hàng đầu điều trị [7], [16], [17] Từ isoniazid nhà khoa học tổng hợp nhiều dẫn chất có tác dụng sinh học phong phú như: kháng lao, kháng khuẩn, kháng mấm Do phong phú khả tổng hợp đa dạng tác dụng sinh học dãy chất hydrazon hướng tổng hợp dẫn chất dãy Trong công trình dự kiến mục tiêu: Tổng hợp số dẫn chất hydrazon isoniazid Thăm dò tác dụng sinh học chúng Chúng hy vọng công trình góp phần vào việc tìm kiếm thuốc mới, góp phần vào việc điều trị bệnh lao nước ta PH Ầ N I - T Ổ N G QUAN I BỆNH LAO VÀ THUỐC ĐIỀU TRỊ a) Bệnh lao bệnh vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis Đó loại vi khuẩn hình que, kích thước dài khoảng 2-5 |im, chúng vỏ, lông không hình thành nha bào Thực khuẩn lao có lớp sáp bao quanh phần vách tế bào Thực khuẩn lao sống đại thực bào gây tổn thương đặc hiệu gọi bã đậu số điều kiện nằm im trạng thái “ngủ”, tồn nhiều năm thể Vi khuẩn lao xâm nhập vào thể theo hai đường chính: đường tiêu hoá đường hô hấp, lây truyền đường hô hấp gây bệnh lao phổi chiếm tới 90% trường hợp bị lao Lây truyền qua đường tiêu hoá gây bệnh khác như: lao ruột, lao hạch, lao màng não, lao xương, lao thận Lao bệnh mãn tính kéo dài nhiều năm, có nhiều biểu khác lâm sàng Trong nguyên mắc lao, quan hệ tương tác thể thực khuẩn vấn đề đáng ý Một thể bị thực khuẩn xâm nhập tồn nhiều năm không phát bệnh Đây trạng thái nhiễm lao, phát nghiệm pháp sinh học với chất tubeculin (chất dược chiết từ môi trường nuôi cấy thực khuẩn) Nguyên nhân khiến nhiễm lao trở thành bệnh lao thăng miễn dịch, có giảm sút sức đề kháng thể Các yếu tố gây suy giảm sức đề kháng như: suy dinh dưỡng, lao động nặng nhọc, môi trường thiếu vệ sinh, rối loạn hoạt động nội tiết, có thai sinh nở, nhiễm HIV Theo thống kê tổ chức y tế giới cho biết phần ba dân số mang vi khuẩn bệnh lao bệnh lao giết chết 2-3 triệu người /ln ăm Việt Nam, 1.5% dân số có nguy nhiễm lao năm, hàng năm có khoảng 110.000 người mắc bệnh lao mới, có khoảng 50.000 có phản ứng BK dương tính, 100.000 người có 60 người tử vong bệnh lao [7] Thấy tác hại to lớn đe doạ khủng khiếp cướp số lượng sinh mạng lớn Tổ chức y tế giới (WHO) triển khai chương trình chống bệnh lao rộng khắp giới thuốc chống lao khuyến khích tìm tòi b Thuốc điều trị bệnh lao có giá trị loại:isoniazid, rifampicine, pyrazinamide, streptomycine, ethambutol, thiacetazon điều trị theo nguyên tắc [7], [16] Phối hợp thuốc để hạn chế khả kháng thuốc vi khuẩn Điều trị theo hai giai đoạn: + Giai đoạn công: dùng thuốc hàng ngày + Giai đoạn trì dùng thuốc cách ngày: tuần dùng 2-3 lần Hiệp hội chống lao quốc tế khuyên cáo nên dùng theo công thức sau: 2HRZ/4HR Công thức có nghĩa tháng đầu dùng loại thuốc isoniazid, rifampicine, pyrazinamide, tháng rifampicine c ả đợt điều trị sau dùng isoniazid tháng Sau liều lượng số thuốc chống lao theo khuyến cáo hiệp hội chống lao quốc tế Tên thuốc isoniazid streptomycine rifampicine pyrazinamide ethambutol Liều (mgthuốc/kg thể trọng) Dùng hàng ngày Dùng cách ngày 15 15-20 15-20 15 50x3 lần/ tuần 35 75x2 lần/ tuần 30x3 lần/ tuần 25 (trong tháng) sau 15 45x2 lần/ tuần Việt Nam chương trình chống lao quốc gia đề xuất công thức điều trị lao tháng sau: - 3SHZ/6S H 2 tức tháng đầu dùng hàng ngày loại thuốc streptomycine, isoniazid, pyrazinamide, isoniazid tháng sau dùng streptomycine lần tuần - 3REH/6R E H tức tháng đầu dùng hàng ngày loại thuốc 2 rifampicine, ethambutol, isoniazid, tháng sau dùng lần tuần [7] Trên vài nét bệnh lao phác đồ điều trị Trong số tất thuốc dùng để điều trị bệnh isoniazid thuốc đứng hàng đầu Do có số ưu điểm hẳn thuốc chữa lao khác, có tác dụng với tất thể lao II CẤU TRÚC HOÁ HỌC VÀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA ISONIAZ1D Cấu tạo tính chất hoá học isoniazid hydrazid acid isonicotinic có công thức sau: o II c -n h -n h A } N a Lý tính: Bột kết tinh màu trắng, không mùi, dễ tan nước, tan cloroform, ether Dung dịch 5%, nước có pH = - Nhiệt độ nóng chảy 170-174°c [ ], [3] b Hoá tính: - Phản ứng nhân pyridin + Đốt chế phẩm với với Na C giải phóng pyridin có mùi đặc biệt + Đun chế phẩm với 1-clo - 2,4 dinitrobenzen kiềm có màu cà phê đỏ chuyển dần thành đỏ +Tác dụng với C uS0 tạo thành phức màu xanh da trời Ngoài tạo phức với carbon, kẽm, mangan - Phản ứng nhóm hydrazin + Nhóm hydrazin dễ bị oxy hoá nên khử hoá thuốc thử Fehling dung dịch bạc nitrat N H 3, với chất oxy hoá khác o o II II C-NH-NH, C-O-H + Phản ứng ngưng tụ với aldehyd, ceton để tạo hydrazon, có điểm chảy xác định: o o = c - NH - N = C- R, C-NH-NHo "n + o = c - R, + H ,0 'N ' R«, Tác dụng sinh học isoniazid Isoniazid có tác dụng kìm hãm thực khuẩn lao phát triển chậm, có tác dụng diệt vi khuẩn lao phát triển nhanh dạng thuốc uống hấp thụ gần hoàn toàn, có khả khuếch tán đến hầu hết tổ chức, kể dịch não tuỷ bã đậu Isoniazid dễ dàng thấm qua màng tế bào, ức chế trình sinh tổng hợp acid mycolic thành phần quan trọng thành tế bào Mycobacteria Trong điều trị người ta thường phối hợp isoniazid với thuốc khác (như thấy phác đồ điều trị trên), nhằm tăng hiệu tác dụng thuốc giảm liều kháng lại thuốc trự c khuẩn lao III DẪN CHẤT HYDRAZON VÀ TÁC DỤNG Dược LÝ Phương pháp điều chế hydrazon Sau xin trình bày số phương pháp [19], [1] ♦ 1.1 Ngưng tụ hydrazin với hợp chất carbonyl Đây phương pháp để điều chế hydrazon, để định tính hợp chất có nhóm carbonyl, aldehyd, ceton Sơ đồ phản ứng sau: Rị- c = o + n h 2- n h - r ^— > r , - c = n - n h - r + h 2o R2 R-2 Đây phản ứng thuận nghịch thiên chiều thuận nên không cần loại nước Cơ chế phản ứng giải thích sau: I Do liên kết c= phân cực mạnh, nguyên tử c tích điện dương, nên I tác nhân nhân cộng hợp vào nhóm dễ dàng Phản ứng thường xảy với có mặt acid đế prôton hoá nhóm C —O c I = o + / r - » c = o +H I -C-OH I ^ nỗ khả phản ứng P E R K IN ELM E R t 02/03/25 07:56 Phona TNTT-DH Duoc X: scan, 4.0cm-l, flat, smooth iau I- Thuy/Hco P E R K IN E L M E R 27.71-1 ZT '1 l\ V HO C O -N H -N ^ N 214000 35 UŨ Z5UU ZOuO Ỉ 500 Phổ hồng ngoại chất II 02/03/25 08:12 Phong TNTT-DH Duoc Y: scan, 4.0cm-l, flat, smooth Mau II-Thuy/HCo 0 500 crrr1 P E R K IN E L M E R Phổ hổng ngoại chất III 02/03/25 08:20 Phong TNTT-DH Duoc Z: scan, 4.0cm-l, flat, smooth Mau III/Hco P E R K IN ELM E R 4088 3500 3000 250 02/03/25 08:25 Phong TNTT-DH Duoc X: scan, 4.0cm-l, flat, smooth Mau IV/Hco COOH 1500 Phổ hồng ngoại chất IV lOũu ; O CÍÌ "1 PERKIN ELMER CH C-CH3 4000 3500 3000 25ŨU 2000 1500 1000 Phổ hổng ngoại chất V 02/03/25 08:32 Phong TNTT-DH Duoc Y: scan, 4.0cm-l, flat, smooth Mau V/Hco ' 500 cm P E R K IN E LM E R 02/03/25 08:40 Phong TNTT-DH Duoc Z: scan, 4.0cm-l, flat, smooth Mau VI/Hco CO-NH-N=CH 1666.1 - 03 Ị I 1500 Phổ hổng ngoại chất VI 1000 500 cnr1 P E R K IN E L M E R 02/03/25 08:56 Phong TNTT-DH Duoc X: scan, 4.0cm-l, flat, smooth Mau VII/Hco Q Ị-Ị Phổ hồng ngoại chất VII Phổ hồng ngoại chất VIII P E R K IN E LM E R ¡1 OS — I >::T ! C O -N H -N = CftHs i Nv V -C H , /-CH, N - C H l ch3 -\T V ii 4000 B50U Bijijij 02/03/25 09:05 Phong TNTT-DH Duoc Y: scan, 4.0cm-l, flat, smooth MauVIII/Hco 25u0 abs 1.00042 -0.0001 nm 7 K „I/DF"'T"“i0r sw ABS _ D a se Li n e _ OFF P a ge display Use t h e g r a p h i c s c u r s o r , ABS 0.61244 track, NM slope Phd l i r ngoai cu ach at I iV"r 2002 450.00 _ Mil DATA _ _ 270.000 j , , , rh o tu ngoai cua chat II DBS _ : 0.0000 -> 1.ZBB8 _ MM : 200.00 -> 450.00 Baseline Erase Uiew Re-scale Z oo m ’ »flTTTTfli Label More Use the graphics cursor, track, slope _ 0.8068 -> B.O0BB ADS Baseline Erase Uieu Be-scale Zoom Use t h e g r a p h i c s c u r s o r , t r a c k , s l o p e _ 2.09280 ABS NM MM ursbr Label ZB9.BB -> More 5B8.BB 271.Ill Pho tir ngoai cua chatIV 0 0 GO MauIU /DFM/Tha i -H c o Gain 100 SBU 300.00 ZG Mar Z002 Z.0 450.00 400.00 ADS _ : 0.0000 -> 3.8008 Mt1 : ZOO 80 -> 450.00 Baseline Erase Uieu Re-scale Zo o m Label More Use the graphics cursor, track, sI o p c 0 B s r;“ T“ nUS B a s e i n e _ OFF s UU ¡y -™ Page MM 0 DISPLAY DATA ch c -c h Use t h e g r a p h i c s c u r s o r , t r a c k , ABS 1.312 75 NM slope 268.889 Pho tir ngoai cüa chat VI ry Q f-p £7 MauUI /DFM/TJi ai-Hco £ U O L i~ J> Gain 100 SBU ABS _ B a s e l i n e OFF Page Z6 Mar Z002 ¿ irQ QQ 2.0 a-üö • O O MM DISPLAY DATA ABS _ : 00HB -> 2.Ü0OÜ _ M M _ : 0 0 -> 50 00 Baseline Erase Uieu Be-sea Ik Zoom »lUVMii Label More Use the graphics cursor, track, slope _ VBS 1.06851 NM 266.389 , i Ỉ1Ô tử ngoai chấi VII 0.0001 mis MauUII /DFH/'Diai-i IC O Í00 SillJ Gain Base hte OFF 26 Mar 2602 450.00 z.o MM Page _ -loi’ui V DATA CfiHs I N ^ -C H , -C H , Use t h e g r a p h i c s c u r s o r , 0.92070 ABS 0.0001 M3S track, slope NM 268.88 P|1(5 tử ngoại chất VIII MauUIII/DIUVHco 26 Mnr 2002 ZM Gain 160 SLiU OFF _ Pr.iqc _ 3_ Baseline b 00 MIL DISPLAY Bi'iTlI 0 C*H, Ị > 0 C O -N M -N N -C H , \ 0.40 0 yj CHj - - fj 00(30 uu_r—; 1——-—T— - 0 0 ^ N sN -CH , y-J-GH, r\ B.80H0- = 30Ừ tJ0 - — - - i 0 ftps _ _ J 0H£)B -> 1.ÒB0B _ rill : MS J 0 0 -> 6000 _ NM _ : ZBO.BB 0 0 -> Baseline Erase Uiew Jle-scale Zoom TẸ3 ÌH L abel More Use the graphics cursor, track, slope 0 [...]... - carbonyl có một trị số pH đặc trưng 0 = C -R , Ớ pH đó nồng độ 1 [NH2 - NH - R3] đạt giá trị cực đại R, Tuy nhiên tuỳ hợp chất ban đầu và hydrazon tạo thành mà chọn dung môi, xúc tác, nhiệt độ và thời gian phản ứng cho thích hợp 1.2 Ngưng tụ hydrazin với một s ố dẫn chất của hợp chất carbonyl [11 Hydrazin và các dẫn chất thế của nó có khả năng tạo hydrazon với một số dẫn chất của hợp chất carbonyl... giá Năm 2000, các tác giả: Trần Viết Hùng, TS Nguyễn Quang Đạt, Lê Ngọc Vân, Lê Thị Tập đã nghiên cứu tổng hợp và thủ tác dụng chống lao của một số dẫn chất hydrazon và thiosemicarbazon của isatin và 5-halogen isatin Kết quả cho thấy các chất tổng hợp được đều có tác dụng mặnh trên chủng M ycobacterium tuberculosis H RV [ ] 3 7 2.3 Tác dụng chống khối 6 u của dẫn chất hydrazon Trong vài thập niên gần... rất đa dạng và phong phú Có nhiều chất đã được nghiên cứu và sử dụng làm thuốc có hiệu quả Sau đây là một số tác dụng chính 2.1 Tác dụng kháng khuẩn Đây là tác dụng quan trọng nhất của các hợp chất hydrazon Nhưng đáng chú ý nhất là dẫn chất của 5-Nitrofurfural có công thức chung 9 2.2 Tác dụng chống lao Thực khuẩn gây bệnh lao là loại rất khó tiêu diệt, nên tác dụng kháng lao của hydrazon là một đặc tính... 1.3 CH K ết hợp muối diazoni với các hợp chất chứa nhóm methyl và metylen hoạt động Các hợp chất trong phân tử có nhóm methyl hay metylen hoạt động khi tác dụng với các muối diazoni tạo thành các arylhydrazon C H -CO-CH2-X + (C H -N+ =N)C 6 5 6 5 C H - CO - c - X + HC II n -n h -c h 1 6 3 6 1 5 Trong đó X là: COOC H5, -SO3H, -CN 2 2 Tác dụng sinh học của hydrazon Tác dụng sinh học của hợp chất này rất... phù hợp với từng chất 3 31 3 Xác định cấu trúc của các chất bằng phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại, kết quả thu được cho chúng tôi thấy các chất mà chúng tôi tổng hợp được phù hợp với công thức dự kiến III THẢM DÒ TÁC DỤNG SINH HỌC Ngày nay, đi đôi với những tiến bộ của ngành tổng hợp hoá học nói chung và hoá học nói riêng, các nhà khoa học đã tìm ra những phương pháp hiện đại cho phép xác định cấu trúc của. .. khuẩn, kháng nấm của các chất tổng hợp được Đó cũng là những tác dụng quan trọng đáng chú ý của nhóm này Chúng tôi tiến hành thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các chất tổng hợp được trên 4 chủng gram (+), 5 chủng gram (-) và 1 chủng nấm Candida albicans 1 Nguyên tắc thử Dựa trên sự khuếch tán của chất thử vào môi trường dinh dưỡng có chứa vi sinh vật kiểm định Nếu chất thử có tác dụng sẽ tạo ra... bảng 2 Nhận xét về tổng hợp hoá học: 1 Chúng tôi đã tổng hợp được 8 dẫn chất ngưng tụ giữa isoniazid với các hợp chất có nhóm carbonyl trong đó có 5 chất chưa thấy trong các tài liệu đã tham khảo, đó là các chất (III,V,VI,VII,VIII) Các chất tổng hợp được là các chất rắn, khó tan trong nước, ethanol, aceton, dễ tan trong DMF 2 Chúng tôi đã kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng. hợp được bằng xác định... Bis Guanyl hydrazon của 5- nitrofurfurylglyoxan 10 2.4 Các tác dụng khác: Ngoài các tác dụng trên, hydrazon còn có tác dụng khác như: điều trị cao huyết áp, chống viêm, chống siêu vi trùng, chống sốt rét: Ví dụ như Guabenz có tác dụng điều trị cao huyết áp C1 CH=N-NH-C-NH C1 2 NH (Guabenz) Hydrazin carboximidamid, 2 ([2,6 - dicloro phenyl metylen]) 11 B ảngl: Một số dẫn chất hydrazon được sử dụng làm... Dựa vào khả năng phản ứng của isoniazid với các hợp chất có nhóm carbonyl Với mong muốn tìm ra các hợp chất mới có tác dụng sinh học, chúng tôi đã làm phản ứng ngưng tụ của isoniazid với các hợp chất có nhóm carbonyl II 1 Tổng hợp nguyên liệu trung gian: Acid pinonic và oxypinocamphon đều không có sẵn trong phòng thí nghiêm Chúng tôi tổng hợp acid pinonic và oxypinocamphon từ tinh dầu thông Quá trình... cơ để tổng hợp các chất dự kiến - Theo dõi quá trình phản ứng bằng SKLM - Xác định độ tinh khiết của sản phẩm tổng hợp được bằng SKLM, đo nhiệt độ nóng chảy - Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp dựa trên phân tích phổ IR, u v - Thủ tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm dựa trên phương pháp khuếch tán trên thạch, theo quy định của DĐVNII tập 3 II KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u Dựa vào khả năng phản ứng của isoniazid ... khoa học tổng hợp nhiều dẫn chất có tác dụng sinh học phong phú như: kháng lao, kháng khuẩn, kháng mấm Do phong phú khả tổng hợp đa dạng tác dụng sinh học dãy chất hydrazon hướng tổng hợp dẫn chất. .. sinh học hợp chất đa dạng phong phú Có nhiều chất nghiên cứu sử dụng làm thuốc có hiệu Sau số tác dụng 2.1 Tác dụng kháng khuẩn Đây tác dụng quan trọng hợp chất hydrazon Nhưng đáng ý dẫn chất. .. tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm hợp chất tổng hợp được; - Chúng tiến hành thăm dò tác dụng sinh học chất tổng hợp với chủng gram(+), chủng gram (-) chủng nấm Kết thu cho nhận xét sau a) Tác dụng