Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng hoạt tính sinh học một số dẫn chất 2 mercaptobenzimidazol

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI ᴥ*ᴥ ………… NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2MERCAPTOBENZIMIDAZOL LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC HÀ NỘI 2013 -1- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI ᴥ*ᴥ ………… NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2MERCAPTOBENZIMIDAZOL LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC HÀ NỘI 2013 -1- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI ᴥ*ᴥ ………… NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2MERCAPTOBENZIMIDAZOL LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ MÃ SỐ: 6072040 Người hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Đình Luyện TS Phan Thanh Bình HÀ NỘI 2013 -2- DANH MỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phổ hồng ngoại (IR) chất II Phụ lục 2: Phổ hồng ngoại (IR) chất III Phụ lục 3: Phổ hồng ngoại (IR) chất III-a Phụ lục 4: Phổ hồng ngoại (IR) chất III-b Phụ lục 5: Phổ hồng ngoại (IR) chất III-c Phụ lục 6: Phổ hồng ngoại (IR) chất III-d Phụ lục 7: Phổ hồng ngoại (IR) chất IV Phụ lục 8: Phổ hồng ngoại (IR) chất V Phụ lục 9: Phổ hồng ngoại (IR) chất V-a Phụ lục 10: Phổ hồng ngoại (IR) chất V-b Phụ lục 11: Phổ hồng ngoại (IR) chất V-c Phụ lục 12: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất II Phụ lục 13: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất III Phụ lục 14: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất III-a Phụ lục 15: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất III-d Phụ lục 16: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất IV Phụ lục 17: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất V Phụ lục 18: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất V-a Phụ lục 19: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất V-b Phụ lục 20: Phổ khối lượng phân tử (MS) chất V-c Phụ lục 21: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất II Phụ lục 22: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất III Phụ lục 23: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất III-a Phụ lục 24: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất III-b Phụ lục 25: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất III-c Phụ lục 26: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất III-d Phụ lục 27: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất IV Phụ lục 28: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất V Phụ lục 29: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất V-a Phụ lục 30: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất V-b Phụ lục 31: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất V-c Phụ lục 32: Phiếu trả lời kết thử độc tính tế bào LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn ‘ Nghiên cứu tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol’’ tơi nhận nhiều giúp đỡ từ thầy cơ, gia đình bạn bè Nhân tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Đình Luyện- người thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phan Thanh Bình, DS Nguyễn Văn Giang, CN Phan Tiến Thành, môn Công Nghiệp Dược- Trường Đại học Dược Hà Nội DS Sar Vuthy, DS Koen Sorphin giúp đỡ, động viên tơi q trình thực nghiệm Trong q trình thực luận văn tơi nhận nhiều giúp đỡ cá nhân đơn vị ngồi trường, tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, thầy phòng Sau đại học-Trường Đại học Dược Hà Nội, môn Vi sinh-sinh học-Trường Đại học Dược Hà Nội, khoa Hóa-Trường Đại học khoa học tự nhiên, Ths Đặng Vũ Lƣơng- Viện Hóa Học-Viện khoa học công nghệ Việt Nam, TS Lê Mai Hƣơng-phòng thực nghiệm sinh học- Viện hóa học hợp chất thiên nhiên Cuối xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè người ln bên cạnh quan tâm, giúp đỡ, động viên để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2013 Học viên Nguyễn Thị Phương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH VÀ 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 lý học 2-mercaptobenzimidazol 1.3 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA DẪN CHẤT 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL 1.3.1 Tác dụng kháng khuẩn kháng nấm 1.3.2 Tác dụng giảm cholesterol máu chống xơ cứng động mạch 1.3.3 Tác dụng chống ung thư 10 1.3.4 Tác dụng chống co giật 13 1.3.5 Tác dụng chống tiết acid dịch vị, ức chế bơm proton H+/K+ATPase chống viêm loét dày 15 1.3.6 Các tác dụng khác dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 16 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 2MERCAPTOBENZIMIDAZOL 17 1.4.1 Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol từ ophenylendiamin dẫn chất o-phenylendiamin 17 1.4.2 Phản ứng tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 18 1.4.2.1 Phản ứng alkyl hóa 19 1.4.2.2 Phản ứng acyl hóa 19 1.4.2.3 Phản ứng ngưng tụ tạo hợp chất bis-2-mercaptobenzimidazol 20 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ 21 2.1.1 Hóa chất 21 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 22 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.3.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC……………………………………………………….23 2.3.2 Xác định cấu trúc 24 2.3.3 Thử tác dụng sinh học 25 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 29 3.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 29 3.1.1 Tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol 31 3.1.2 Tổng hợp dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 31 3.1.2.1 Tổng hợp 2-benzylthio-1H-benzo[d]imidazol 31 3.1.2.2 Tổng hợp 1-benzyl-2-(benzylthio)-1H-benzo[d]imidazol 32 3.1.2.3 Tổng hợp methyl 2-(2-benzylthio)-1-H-benzo[d]imidazol-1-yl)acetat 33 3.1.2.4 Tổng hợp ethyl 2-(2-(benzylthio)-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)acetat 34 3.1.2.5 Tổng hợp 1,4-bis(2-(benzylthio)-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)butan 35 3.1.2.6 Tổng hợp ethyl 2-(1H-benzimidazol-2-ylthio)acetat…………….36 3.1.2.7 Tổng hợp 1,4-bis(2-benzimidazolthio)butan ……………………36 3.1.2.8 Tổng hợp 1,4-bis(1-benzyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan37 3.1.2.9 Tổng hợp 1,4-bis(1-methoxycarboylmethyl-1H-benzo[d]imidazol2-ylthio)butan……………………………………………………………… 38 3.1.2.10 Tổng hợp 1,4-bis(1-ethoxycarboylmethyl-1H-benzo[d]imidazol-2ylthio)butan……………………………………………………………… 39 3.2 KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT CỦA CÁC DẪN CHẤT TỔNG HỢP ĐƢỢC…42 3.3 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP ĐƢỢC 43 3.3.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) 43 3.3.2 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 45 3.3.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) 46 3.4 THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 49 3.4.1 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 49 3.4.2 Thử hoạt tính gây độc tế bào 52 CHƢƠNG BÀN LUẬN 55 4.1 Về tổng hợp hóa học 55 4.2 Bàn luận xác định cấu trúc………………………………………….57 4.3 Về thử tác dụng sinh học 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 KẾT LUẬN 60 KIẾN NGHỊ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DMF : N,N-dimethylformamid DMSO : Dimethyl sulfoxid THF : Tetrahydrofuran DMAc : Dimethylacetamid MeOH : Methanol EtOH : Ethanol SKLM : Sắc ký lớp mỏng MS : Phổ khối lượng phân tử (Mass spectrometry) IR : Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton H – NMR (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) CTCT : Công thức cấu tạo to : Nhiệt độ tonc : Nhiệt độ nóng chảy Rf : Hệ số lưu giữ (retention factor) µM : Micromol EtOCS2K : Kali ethyl xanthat AcOH : Acid acetic MCA : Methyl cloroacetat ECA : Ethyl cloroacetat VSV : Vi sinh vật IC50 : Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Inhibitory Concentration) Phụ lục 24: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất III-b Phụ lục 25: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất III-c Phụ lục 26: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất III-d Phụ lục 27: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất IV Phụ lục 28: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất V Phụ lục 29: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất V-a Phụ lục 30: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất V-b Phụ lục 31: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) chất V-c TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Đình Luyện (2009), Kỹ thuật Hóa dược tập I, Bộ mơn Cơng nghiệp Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục Trần Mạnh Bình (2003), Phân tích cấu trúc hợp chất hữu cơ, Đại học Dược Hà Nội Tiếng Anh Akula Ganesh, Srinivas Bethi, Vidyasagar Matta, et al (2011), "Synthesis of 3-(1H-Benzimidazol-2-yl Amino) 2-Phenyl-1,3-Thiazolidin -4-One as Potential CNS Depressant", International Journal of PharmTech Research, 3(1), pp 360-364 Alper Sabiha, Temiz Arpaci O., Sener Aki E., et al (2003), "Some new bi - and ter - benzimidazole derivatives as topoisomerase I inhibitors", IL Farmaco, 58, pp 497-507 Anandarajagopal K., Tiwari R.N., Bothara K.G., et al (2010), "2mercaptobenzimidazole derivatives: Synthesis and anticonvulsant activity", Advances in Applied Science Research, 1(2), pp 132-138 Anandarajagopal K., Tiwari R.N, Venkateshan N., et al (2010), "Synthesis and characterization of 2-mercaptobenzimidazole derivatives as potential analgesic agents", Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 2(3), pp 230-236 8.Aoki Kozo, Aikawa Kazuhiro (1999), "2-mercaptobenzimidazole derivatives and antihyperlipemic agent or antiarteriosclerotic agent containing the same", United States Patent Office, 962 493, pp 1-52 Armand G., Herve K., Narimene B., et al (2008), "Synthesis and cytotoxicity evaluation of some benzimidazole-4,7-diones as bioreductive anticancer agents", European Journal of Medicinal Chemistry, 43(9), pp 1858-1864 10 Ates-Alagoz Zeynep, Kus Canan, Coban Tulay (2005), "Synthesis and antioxidant properties of novel benzimidazoles containing substituted indole or 1, 1, 4, 4-tetramethyl-1, 2, 3, 4-tetrahydro-naphthalene fragments", Journal of enzyme inhibition and medicinal chemistry, 20(4), pp 325-331 11 Bakhareva E.V, Voronkov M.G, Sorokin M.S, et al (1996), "Synthesis and neurotropic properties of 2-(carboxymethylthio) derivatives of benzimidazole, benzothiazole and their ammonium salts", Pharmaceutical chemistry journal, 30(2), pp 89-91 12 Can-Eke Benay, Puskullu M.O, Buyukbingol Erdem, et al (1998), "A study on the antioxidant capacities of some benzimidazoles in rat tissues", Chemico-biological interactions, 113(1), pp 65-77 13 Cho Sung Y., Kang Seung K., Kim Sung S., et al (2001), "Synthesis and SAR of benzimidazole derivatives containing oxycyclic pyridine as a gastric H+/K+-ATPase Inhibitors", Bull Korean Chem Soc, 22(11), pp 1217-1223 14 Goker H., Ayhan-Kılcıgil G., Cbilek M.Tun, et al (1999), Heterocycles, 51, pp 2561 15 Habernickel V.J (1992), Drugs made in Germany, 35, pp 97 16 Iemura Ryuichi, Kawashima Tsuneo, Fukuda Toshikazu, et al (1986), "Synthesis of 2-(4-substituted-1-piperazinyl) benzimidazoles as H1- antihistaminic agents", Journal of Medicinal Chemistry, 29(7), pp 11781183 17 Kalidhar Uday, Kaur Amandeep (2011), "An Overview on Some Benzimidazole and Sulfonamide Derivatives with Anti-Microbial Activity", Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2(4), pp 1116-1135 18 Khairnar V.L., Lockhande S.R., Patel M.R., et al (1981), Chemical Abstract, 95, 203833 19 Kim Jung Sun, Sun Qun, GattoBarbar , et al (1996), "Structure-activity relationships of benzimidazoles and related heterocycles as topoisomerase I poisons", Bioorganic & Medicinal Chemistry, 4(4), pp 621-630 20 Lazer Edward S , Matteo Martha R., Possanza Genus J (1987), "Benzimidazole derivatives with atypical antiinflammatory activity", Journal of Medicinal Chemistry 30(4), pp 726-729 21 Lohray B.B., Lohray V.B., Guntupalli P., et al (2000), "Benzimidazole derivatives as anti-ulcer agent, process for their preparation and pharmaceutical compositions containing them", United States Patent, 051 570, pp 1-92 22 Mohan Goud V., Sreenivasulu N., Rao Avanapu S., et al (2011), "Synthesis, antimicrobial and pharmacological evaluation of substituted novel benzimidazoles", Scholars Research Library, 3(1), pp 446-452 23 Mora M., Bordia F., Silvaa C., et al (2004), "Synthesis, biological activity, QSAR and QSPR study of 2-aminobenzimidazole derivatives as potent H3-antagonists", Bioorganic & Medicinal Chemistry, 12(4), pp 663674 24 Nakano Hiroyuki, Inoue Tsutomu, Kawasaki Nobuhide, et al (1999), "Synthesis of benzimidazole derivatives as antiallergic agents with 5lipoxygenase inhibiting action", Chem Pharm Bull, 47(11), pp 1573-1578 25 Srikanth G (2010),' Synthesis and biological evalution of some bis type 2mercaptobenzimidazole derivatives', Master of Pharmacy in pharmaceutical chemistry 26 Srikanth G., Babu Rajesh Y., Rao Vijavaphaskara G., et al (2011), "Symmetrical coupling of 2-mercapto benzimidazole derivatives and their anti microbialactivity", International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 3(2), pp 217-220 27 Swayze E.E, Peiris S.M., Kucera L.S, et al (1993), Bioorg Med Chem Lett., 3(4), pp 543 28 Thakuria Harjyoti, Das Gopal (2008), "An expeditious one-pot solventfree synthesis of benzimidazole derivatives", ARKIVOC 2008 (VX), pp 321328 29 Upadhyay Prabhat K., Uddin Kamal, Sachan Kritika (2012), "Benzimidazole-a medicinally important heterocyclic aromatic organic moiety: An overview", International Journal of Pharma World Research, 3(3), pp 1-10 30 Wagh S.B, Gour N.M., Patil S.V, et al (2000), Indian J Heterocycl Chem., 9(1), pp 227 31 Walia Ramanpreet, Hedaitullah Md, Naaz Syeda F., et al (2011), "Benzimidazole derivatives - an overview", International Journal of Pharma and Bio Sciences, 1(3), pp 565-574 32 Wang Maw-Ling, Liu Biing-Lang (1995), "Reaction of carbon disulfide and o-phenylenediamine catalyzed by tertiary amines in a homogeneous solution", Ind Eng Chem Res., 34(11), pp 3688-3695 33 Wang Maw-Ling, Liu Biing-Lang (1995), Semi-continuous gas-liquid catalyzed reaction of o-phenylene diamine and carbon disulfide by tertiary amines, Hung Kuang University, Taiwan, pp 1-18 34 Yaseen Gigani, Sudhakar Jadhav (2010), "Design, synthesis and antimicrobail activity of 2-mercaptobenzimidazole derivatives", International Journal of Pharma and Bio Sciences, 1(4), pp 281-286 35 Ying-Lan Zhao, Pu Xiang ,Tian Zhou , Liang Wang, Chang-Yan Sun, Jing Hu , and Li Yang(2012), ‘ Novel benzothiazol, benzimidazol and benzoxazol derivates as potential antitumor agents: Synthesis and preliminary invitro biological evaluation’, State Key Laboratory of Biotherapy and Cancer Center, West China Hospital, West China Medicinal School, Sichuan University, Chengdu 610041, Sichuan, China BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI ᴥ*ᴥ ………… NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2MERCAPTOBENZIMIDAZOL LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ MÃ SỐ: 6072040 Người hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Đình Luyện TS Phan Thanh Bình HÀ NỘI 2013 -2- ... 40,4% 85,98 % 30,9% 80 ,24 % 26 ,2% 42, 76 % 52, 4% 74 ,22 % 38,1% 82, 02 % 33,3% O 22 c H3C 22 d N N HN 22 e N O 22 f N O 22 g H3C OH N Ph 22 h Ph N N Ph 22 i N O 14 O 68,81 % O 22 k 32, 9% N Phenytoin 86,84... cứu tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol với mục tiêu : Tổng hợp số dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư số dẫn chất. .. 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 lý học 2- mercaptobenzimidazol