Nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất chứa nitơ của camphor và thăm dò tác dụng sinh học

B ộ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC i*ti i'„i Dược HÀ NỘI |ĨU| ili:;íi|ỉ * NGỌC HÀ NHUNG NGHIÊN CÚXJ TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT CHỨA NITƠ CỦA CAMPHOR VÀ THẢM DÒ TÁC DỤNG SINH HỌC (KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn Dược s ĩ KHOÁ 1997 - 2002) : -GS TS Trần Mạnh Bình -TS Phạm Thị Minh Thuỷ Nơi thực : Bộ môn Hoá Hữu Thời gian thực : 3-5/2002 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực khoá luận tốt nghiệp có hạn, để có kết thiếu giúp đỡ thầy, cô Lời xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo: - GS.TS Trần Mạnh Bình -TS Phạm Thị Minh Thuỷ trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ hoàn thành công trình Tôi xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình TS Đỗ Ngọc Thanh Phòng thí nghiệm trung tâm; TS Chu Thị Lộc, KS Nguyễn Vân Khanh, cô Nguyễn Thị Vân Sơn - Bộ môn Vi sinh học toàn thể thầy, cô giáo, cô kỹ thuật viên môn Hoá Hữu dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp hoàn thành công trình tốt nghiệp thời hạn Nhân xin chẩn thành cảm ơn thầy cô giáo, cán công nhân viên môn nhà trường cung cấp cho kiến thức sở tạo điều kiện cho hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Hà nội, ngày 15 tháng năm2002 Sinh viên Ngọc Hà Nhung MỤC LỤC Trang ĐẶT VẤN Đ Ề Phần 1: TỒNG Q U A N 1.1 Tổng quan camphor 1.1.1 Nguồn gốc phương pháp điều c h ế 1.1.2 Tính ch ất 1.1.3 Tác dụng sinh học số dạng thuốc có chứa camphor 1.2 Phản ứng ngưng tụ họp chất carbonyl 1.2.1 Cơ chế phản ứ n g 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng 1.3 Tác dụng sinh học oxim, hydrazon, semicarbazon 13 Phần 2: THựC NGHIỆM VÀ KẾT Q U Ả 17 2.1 Nguyên vật liệu phương pháp thực nghiệm 17 2.1.1 Nguyên vật liệu phương tiệ n 17 2.1.2 Phương pháp thực nghiệm 18 2.2 Kết thực nghiệm nhận x é t 19 2.2.1 Thực nghiệm 19 2.2.2 Kiểm tra cấu trúc chất tổng hợp 25 2.2.3 Phân tích phổ hồng ngoại, tử ngoại 28 2.2.4 Thăm dò tác dụng sinh h ọ c 31 2.3 Nhận x é t 34 Phần 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤC 38 ĐẶT VẤN ĐỀ • Trong năm gần đây, với phát triển khoa học công nghệ, lĩnh vực Y dược học có nhiều thành tựu việc chăm sóc bảo vệ sức khoẻ người, nghiên cứu đưa vào sử dụng nhiều chế phẩm thuốc có hiệu điều trị cao, tác dụng phụ, đáp ứng nhu cầu thuốc phòng chữa bệnh Để nhanh chóng tạo thuốc mới, nhà nghiên cứu thường dựa cấu trúc chất tổng hợp, bán tổng hợp, hợp chất thiên nhiên dùng làm thuốc để tìm thuốc có tác dụng dược lý tốt hơn, tăng hoạt lực giảm độc tính Nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp ứng dụng hợp chất có cấu trúc oxim, hydrazon semicarbazon đời Hiện có nhiều thuốc sử dụng hiệu mà phân tử có cấu trúc oxim, hydrazon, semicarbazon thuốc trị lao, thuốc kháng khuẩn, chống nấm Xuất phát từ suy nghĩ muốn nghiên cứu tìm chất có tác dụng sinh học, luận văn tiến hành: Tổng hợp oxim số dẫn chất hydraion, semicarbazon Camphor Sơ thăm dò tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm hợp chất tổng hợp Chúng hy vọng việc nghiên cứu dẫn chất camphor góp phần tìm chất ứng dụng vào thực tế PHÀN 1: TỎNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CAMPHOR: 1.1.1 Nguồn gốc phương pháp điều chế [2,5,6]: Camphor (còn gọi Long não) có công thức CóHioO Tên khoa học: 1,7,7- trimethylbicyclo [2,2,1] heptan-2-on; 2-bomanon Camphor có hai đồng phân hữu tuyền tả tuyền, vào phân làm hai loại long não, long não thiên nhiên long não tổng hợp Long não thiên nhiên chất có tinh thể trắng cất từ gỗ Long não - Camphora offìcỉnarum, Lauraceae (họ Long não) Cây long não gọi dã hương to cao 40-50m Cây sống hàng nghìn năm, lâu năm cao 40-5Om đường vòng quanh thân dài tới 4-6m, đường kính thân đến 2m Lá dai dầy, phía cuống có hai hạch, toàn vò có mùi thơm long não, hoa nhỏ cómàu trắng vàng nhạt, nhỏ, to hạt tiêu chút Long não thiên nhiên tồn chủ yếu dạng hữu tuyền long não tổng hợp dạng racemic Long não thiên nhiên thu cách cất kéo nước gỗ, lá, cành non long não [5] Hiện người ta thường xẻ gỗ long não thật mỏng, cất gỗ mỏng sau gỗ dùng Long não tổng họp điều chế từ nguyên liệu chủ yếu tinh dầu thông, qua số trình tóm tắt sau [5]: + Chế tạo camphem Tinh dầu thông hỗnhọp a- pinen Ị3- pinen Người ta chuyển thẳng tinh dầu thông camphen cách đun sôi tinh dầu thông với có mặt 0,5 phần trăm chất xúc tác đất thó có hoạt tính Hoặc người ta tác động lên tinh dầu thông acid clohydric khan, hai chất pinen cho bomyl clorua CioHi6HC1 Sau tách loại acid clohydric, ta chuyển thành camphen C 10H 16 đồng phân + Chuyển camphen thành isoborneol’ C10H17OH Đun cách thuỷ camphen với acid hữu cho este tương ứng isobomeol Thường người ta dùng acid acetic kết tinh với lương nhỏ acid sulfuric (2%): C,oH16 + R -C O O H - > R-COO-CioH17 Xà phòng hoá dung dịch natri hydroxyd, cho isobomeol bomeol: R-COO-C10H17 + NaOH - ► R-COONa + C i0H17OH + Oxy hoá isoborneol: Oxy hoá hai chất bomeol isobomeol chất thích hợp ta camphor Những chất dùng để oxy hoá hỗn hợp cromic, kali permanganat acid nitric [0 ] C , oH 17OH ♦ H2O + C10H 16O Các giai đoạn biểu thị sau: iso-Bomyl acetat iso-Bomeol Camphor Ngoài nguyên liệu tinh dầu thông ta tổng họp long não từ p-xymen cách tác dụng thuỷ ngân (II) Sulfat lên dung dịch p-xymen cồn đun sôi 60 h 3c - c h - c h p-xymen Camphor 1.1.2 Tính chất vật lý [3,6]: Long não tinh thể không màu, ép mạnh hợp thành khối mờ, trơn nhẵn, móng tay vạch lên được, mùi thơm đặc biệt, vị hắc cuối để lại cảm giác mát lạnh Long não thiên nhiên dễ cháy thăng hoa nhiệt độ thường Tỷ trọng 0,992 Độ chảy 180°c, suất quay cực [a]D25: +41° đến +44° Long não tổng hợp có độ chảy khoảng 171°C-178°C, suất quay cực -5° đến +5° Long não không tan nước, tan cloroform, acid acetic, ete ethylic, cồn 95°, Gồn 90°, tinh dầu thông, dầu béo, benzen, không tan glycerin Dung dịch long não cồn hoà tan tinh dầu thông, chế thuốc xoa bóp có chứa long não tinh dầu thông Khi đốt, long não cháy -rất dễ dàng đặt miếng long não cháy lên mặt nước, long não tiếp tục cháy chạy vòng nhanh mặt nước Trộn với nhiều chất đặc khác có chứa phenol, aldehyd, alcol menthol, cloral, naphtol, phenol, resorcin, salol, uretan cho hỗn họp lỏng nhiệt độ thường 1.1.3 Tác dụng sinh học số dạhg thuốc chứa camphor [3,6,9]: Tác dụng sinh học [3,6]: • Long não dùng làm thuốc sát trùng, tiêu viêm (thường dùng dạng cồn dầu 5-10%) • Dùng trong: Dạng thuốc tiêm để hồi tỉnh tim, chữa truỵ tim suy nhược; dùng dạng uống để chữa đau bụng, long não có tác dụng làm giảm co thắt ruột Ngoài công nghiệp, long não dùng chế ngà voi nhân tạo, phim ảnh, chất cách điện; dùng làm dung môi hoà tan nhựa, sơn, chiết safrol, chế thuốc trừ sâu Một sổ dạng thuốc có chứa camphor thị trường [9]: Dùng với tác dụng trợ tim: Camphonar_XNDP 2-9 thành phố Hồ Chí Minh Camphosol_XN Liên hiệp Dược Hậu Giang/ cần Thơ Camphostyl_XNDP TƯ 25 thành phố Hồ Chí Minh Camphosulfonat_ Công ty Dược -Vật tư y tế Cửu long Dùng dạng dầu xoa: Dầu gió Kim _ Công ty Sanofi Pharm-Việt nam thành phố Hồ Chí Minh Dầu Khuynh Diệp_ XNDP TƯ 25 thành phố Hồ Chí Minh Dầu nóng Lạc đà_XNDP TƯ 23 thành phố Hồ Chí Minh Dầu Phật linh _ Tổ họp Trường Sơn Q ll thành phố Hố Chí Minh Cồn Long não lọ 100ml/10%_XNHD/HN Điều trị thấp khớp giảm đau, chống cảm lạnh 1.2 PHẢN ỨNG NGƯNG TỤ CỦA HỢP CHÁT CARBONYL [7,11,15]: Hợp chất carbonyl hợp chất phân tử có nhóm c=0 hoạt động [7] ^ c = o \ Tính hoạt động nhóm carbonyl phân cực (hiệu ứng hút điện tử -I oxy) tính phân cực Như vậy, nhóm carbonyl, carbon có tính chất acid (hay điện tử) oxy có tính chất base (hay nhân) Đặc biệt quan trọng phản ứng carbon nhóm carbonyl với tác nhân nhân, nói chung có phản ứng cho kết bền vững Có thể chia đối tượng nhân phản ứng nhóm carbonyl làm ba nhóm lớn là: base, hợp chất acid, base ẩn Trong điều kiện thời gian có hạn, xin đề cập đến phản ứng nhóm carbonyl với base mà hợp chất kiểu B-NH2 tạo sản phẩm kết tinh có điểm chảy xác định Quá trình phản ứng khái quát: ^ C = o + H2 N -B +w /C = N — B + YịO 1.2.1 Cơ chế phản ứng [7]: Thực chất phản ứng cộng hợp nhân vào nhóm carbonyl tạo sản phẩm cộng trung gian không bền bị tách nước tạo sản phẩm ngưng tụ Cơ chế phản ứng mô tả sau: Đây phản ứng thuận nghịch Cân tốc độ phản ứng phụ thuộc vào pH môi trường Bước cộng hợp môi trường trung tính base xảy nhanh bước dehydrat hoá bước định tốc độ phản ứng Bước dehydrat hoá xúc tác acid nên thêm acid làm tăng tốc độ phản ứng Neu tính đến họp chất carbonyl, phản ứng cộng hợp thuận lợi nồng độ H+ cao Nhưng với tác nhân B-NH2 môi trường nồng độ H+ lớn bị proton hoá tạoB-N+H3 làm đôi điện tử tự nó.Vì vậy, điều kiện môi trường phản ứng tuỳ thuộc vào tính base tác nhân B-NH2 hoá tính hợp chất carbonyl 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng: a Yếu tố điện tử [11,15]: Xét phản ứng cộng hợp nhân: _ B V f \ + >=01 & - i - e B —IC— B: Tác nhân nhân (amin bậc 1) Ở có hai yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: -Mật độ điện tử B lớn (càng có tính base mạnh) tốc độ phản ứng lớn ngược lạL -Điện tích dương phần carbon nhóm carbonyl lớn tốc độ phản ứng lớn ngược lại * Xét yếu tố ảnh hưởng đến mật độ điện tử phân tử amin [11,15]: Trên phân tử NH2-B, nitơ có đôi điện tự tự nên tác nhân nhân Mật độ điện tử nitơ lớn phản ứng cộng nhân dễ xảy -Gốc B: alkyl Oxim cua camphor ELMEFI 02/04/24 13:55 Phong TNTT-DH Z: scan, 4.0cm-l, smooth Mau 1-Nhung/Hco PERKIN Duoc 13D •3D i ■ i Semicarbazon cua camphor X 1.0000 NM : 200.00 -> 400.00 Baseline Erase Uieu Re-scale Zoom fri.nuioJ Label More Use the graphics cursor, track, s l o p e ABS 2.02502 NM 226.667 Q Q Q Mau 2-MeOH-Nhung/HC O O U l Gain 109 SBU flBS _ Basel ine _ OFF Page ABS : 0:0000 -> 25 Apr 2002 4.QQ QQ 2.0 0 0 NM 3.0000 MH : Z80.80 -> 400.80 Baseline Erase Uieu Re-scale 2oom Label More Use the graphics cursor, track, slope _ — - - 0.0001 ABS _ 238 889 NM 00183 ABS Mau 3-MeOH-Nhung/HC Gain 10S SBU Basel ine _ OFF Page 25 Apr 2002 2.0 400.00 MM DISPLAV DATA 3.0000' 0000_ / 0000- 0000^ 200.00 240.00 \-r 280.00 320.00 360.00 NM : 200 200.00 ABS _ : 0.0000 -> 3.0000 : 00 -> Baseline Erase Uieu Re-scale Zoom Label More Use the graphics cursor, track, slope ABS 1.01687 - 0 0 ABS NM 400.00 28 889 109/HCSBU ^ n4_ne0H"NhUM Baseline 400.00 (IFF Paore 0.0000 -> 1.5000 ABS Baseline Erase Uieu Re-scale 2oom Use the graphics cursor, track, slope 25 Apr 2002 2.0 _ MM a r 400.00 200.00 -> Labe More MM 400.00 ABS ABS 1.01599 0.83388 363.333 230.000 Mau 5-MeOH-Nhung/HC Gain 91 SBU Base ine OFF Pane 8.0003 - NM NM ABS _ 600.00 25 Apr 2002 2.0 MM DISPLAY DATA 2.0000 1.6000_ 2000 0.8000- / jr t Ï \ 1,1 / 0.40008.8000 r 200.80 T T 300.00 500.00 ABS •: R HHHM -> V MMMM ABS _ 8.0000 2.0000 ^ TI M : _ 208.00 Baseline Erase Uieu Re-scale Zoom BBSS? Labe More Use the - 0 0 E«1 : Baseline Erase Uiew Re-scale o o m L a b e l Use the graphics cursor, track, slope — 400.88 2288.88 0 J_0 -> More 458.88 20 [...]... (liên hợp) VC=N 224 - 296 2.2.4 Thăm dò tác dụng sinh học: Trong phần tổng quan, chúng tôi đã trình bày tác dụng dược lý phong phú của các dẫn chất hydrazon Chúng tôi cũng hy vọng rằng có thể tìm ra được chất có tác dụng dược lý ứng dụng được vào thực tế Song do sự hạn chế về thời gian và kinh phí của đề tài, chúng tôi chỉ tiến hành khảo sát tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các chất tổng hợp được... tác dụng trên vi khuẩn Gr(+)đem thử, đó là chất I (oxim của camphor) có tác dụng trên Staphylococcus aureus Trong 5 chủng Gr(-)đem thử thì 2 chất có tác dụng với chủng Proteus mirabilis là chất II (Semicarbazon của camphor) và chất IV (Hydrazon của camphor) , các chất còn lại không có tác dụng Với nấm Candida albicans, có 2 chất có tác dụng là chất III và IV Đáng chú ý là tác dụng của chat I (oxim của. .. (oxim của camphor) Chất này có tác dụng trên vi khuẩn Gr(+) là Staphylococcus aureus mà nguyên liệu đầu là camphor không có tác dụng, điều này có thể do việc đưa nhóm oxim vào phân tử camphor đã tạo nên tác dụng 31 PHẦN III KÉT LUẬN VÀ ĐÈ XUẤT Từ những kết quả thực nghiệm đã trình bày ở trên, chúng tôi rút ra một số kết luận như sau: 1 Từ camphor, chúng tôi đã tổng hợp được 6 dẫn xuất chứa nitơ của camphor. .. (Semicarbazon của camphor) và chất số IV (Hydrazon của camphor) có tác dụng trên Proteus mirabilis ♦> Tác dụng kháng nấm: Cả 6 chất đều được đem thử tác dụng với nấm Candida albicans, kết quả cho thấy 4 chất không có tác dụng còn 2 chất có tác dụng là chat III (Thiosemicarbazon của camphor) và chất IV (Hydrazon của camphor) Trong các kết quả thu được, với các chất có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm so với nguyên... đưa vào nghiên cứu và sử dụng làm thuốc đạt hiệu quả cao trong điều trị Dưới đây là một số tác dụng chính của những hoạt chất này: 1.3.1 Tác dụng kháng khuẩn: 12 Đây là một tác dụng quan trọng và được ứng dụng nhiều trong thực tế Nhiều loại thuốc đang được sử dụng như: sát khuẩn, chống viêm nhiễm, chống đơn bào Trong đó đáng chú ý nhất là dẫn chất của 5-nitrofurfural Đây là một nhóm kháng sinh tổng hợp. .. xét: ♦> Tác dụng kháng khuẩn: * Trong 6 chất tổng hợp được chỉ có một chất có tác dụng trên 1 chủng Gr(+) đem thử, đó là chất số I (oxim của camphor) có tác dụng trên Staphylococcus aureus Còn lại không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(+) đem thử * Với 5 chửhg Gr(-) thì kết quả cho thấy: 4 chất không có tác dụng, còn 2 chất có tác dụng với một loại khuẩn là chất số II (Semicarbazon của camphor) và chất... bị mẫu thử, vi sinh vật, môi trường Chúng tôi tiến hành thử theo Dược điển Việt Nam III Kết quả ghi ở bảng 6 : 29 ¿5 o £ o 30 6 I- Oxim của camphor II- Semicarbazon của camphor III- Thiosemicarbazon của camphor IV- Hydrazon của camphor V- 2,4- dinitrophenylhydrazon của camphor VI- Isonicotinoyl hydrazon của camphor VII- Camphor : Ket quả thử tác dụng kháng khuân - kháng nâm của các chất tổng hơp Chât... thuật, Hà nội, 1999, tr 177-278 9 Thuốc và biệt dược Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà nội, 2000 Tr 255-256, 296-298 10 Phạm thị Minh Thuỷ, Phạm Thục Anh, Đỗ Văn Luận Tổng hợp dẫn chất của Vanỉlỉn và thử tác dụng sinh học Tạp chí Dược học, 5/2001, số 301, tr 11 11 Võ Thị Tri Túc Lỷ thuyết điện tử trong hoá học hữu cơ, tập ỉ Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp, 1974, tr 167-201 12 Phạm... camphor 2 Tất cả các chất tổng họp được đều được xác định độ tinh khiết bằng sắc ký lớp mỏng, xác định nhiệt độ nóng chảy và xác định cấu trúc bằng phân tích phổ hồng ngoại, tử ngoại Kết quả cho thấy 6 chất tổng hợp được đều có cấu trúc như công thức dự kiến tổng họp 3 Chúng tôi đã thử tác dụng sinh học của các chất tổng hợp được trên 10 chủng vi sinh vật Kết quả cho thấy trong 6 chất tổng hợp được chỉ... một cách triệt để Trong quá trình nghiên cứu người ta đã thu được một số chất có tác dụng ngăn cản sự phát triển của tế bào ung thư mà trong công thức có chứa nhóm thiosemicarbazon s 02N CX/C-CH=N-NH-C-NH 2 lf 2 u1 u N-NH-C-NH y *■ s Bis- thiosemicarbazon của 5-nitrofurfuĩylglyoxal 1.3.4 Các tác dụng khác: Ngoài các tác dụng kể trên các hydrazon còn có các tác dụng như: chống viêm, chống siêu vi ... Xuất phát từ suy nghĩ muốn nghiên cứu tìm chất có tác dụng sinh học, luận văn tiến hành: Tổng hợp oxim số dẫn chất hydraion, semicarbazon Camphor Sơ thăm dò tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm hợp. .. (liên hợp) VC=N 224 - 296 2.2.4 Thăm dò tác dụng sinh học: Trong phần tổng quan, trình bày tác dụng dược lý phong phú dẫn chất hydrazon Chúng hy vọng tìm chất có tác dụng dược lý ứng dụng vào thực... thức dự kiến tổng họp Chúng thử tác dụng sinh học chất tổng hợp 10 chủng vi sinh vật Kết cho thấy chất tổng hợp có chất có tác dụng vi khuẩn Gr(+)đem thử, chất I (oxim camphor) có tác dụng Staphylococcus