Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất sulfonamid của 2 (4 clorophenyl)benzimidazol

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - CHEA SIVMEIY NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID CỦA 2-(4CLOROPHENYL)BENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2018 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - CHEA SIVMEIY MÃ SINH VIÊN: 1301362 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID CỦA 2-(4CLOROPHENYL)BENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Đình Luyện ThS Nguyễn Văn Giang Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2018 LỜI CẢM ƠN Trải qua thời gian dài làm việc phòng nghiên cứu Tổng hợp Hóa Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội, với giúp đỡ tận tình thầy giáo bạn bè, tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp thử tách dụng sinh học số dẫn chất sulfonamid 2-(4-clorophenyl)benzimidazol” Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Đình Luyện ThS Nguyễn Văn Giang trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình tạo điều kiện cho tơi q trình nghiên cứu phòng thí nghiệm Tổng Hợp Hóa Dược-Bộ mơn Cơng Nghiệp Dược Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Văn Hải đặc biệt DS Nguyễn Thị Thúy (Học viên CH 22), thầy cô quan tâm sát có hướng dẫn quan trọng suốt trình làm nghiên cứu môn Tôi xin chân thành cảm ơn Ths Phạm Thị Hiền, ThS Đào Nguyệt Sương Huyền nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Trong q trình thực khóa luận nhận nhiều giúp đỡ từ anh chị bên Viện Công Nghệ Dược Phẩm Quốc Gia, Khoa Hóa học - Trường Đại học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội thầy cô Bộ môn Vi sinh-Sinh họcTrường Đại học Dược Hà Nội, tồn thể thầy giáo giáo dạy dỗ suốt năm học vừa qua Tôi xin cảm ơn đến bố mẹ, anh chị, bạn bè đặc biệt bạn nghiên cứu phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa Dược – Bộ mơn Cơng Nghiệp Dược gắn bó, động viên, khích lệ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 18 tháng năm 2018 Sinh Viên CHEA SIVMEIY MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ .1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung khung benzimidazol .2 1.1.1 Cấu trúc hóa học 1.1.2 Tính chất hóa học 1.1.3 Một số tác dụng sinh học dẫn chất benzimidazol 1.2 Khái quat chung thuốc kháng sinh nhóm sulfamid 1.2.1 Cấu tạo chung nhóm sulfamid 1.2.2 Tính chất vật lý hóa học sulfamid 1.2.3 Một số tác dụng sinh học sulfonamid 1.3 Các phương pháp tổng hợp .9 1.3.1 Phương pháp tổng hợp nhân benzimidazol 1.3.2 Phương pháp tổng hợp sulfonamid 12 1.4 Lựa chọn hướng tổng hợp thử tác dụng cho đề tài 15 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .16 2.1 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ 16 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.3 PHƯƠNGNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.3.1 Tổng hợp hoá học .19 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp .20 2.3.3 Xác định cấu trúc chất tổng hợp 20 2.3.4 Thử tác dụng sinh học dẫn chất tổng hợp 21 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 24 3.1 TỔNG HỢP HOÁ HỌC 24 3.1.1 Tổng hợp 2-(4-clorophenyl) ) -1H-benzo[d]imidazol (I) 24 3.1.2 Tổng hợp 2-(4-clorophenyl) )-1H-benzo[d]imidazol -5-sulfonyl clorid (II) 25 3.1.3 Tổng hợp 2-(4-clorophenyl) -1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IIa) 26 3.1.4 Tổng hợp N-methyl-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IIb) 27 3.1.5 Tổng hợp N,N-dimethyl -2-(4-clorophenyl) -1H- benzo[d]imidazol -5sulfonamid (IIc) .28 3.1.6 Tổng hợp N-(3,4-dicloroanilin)-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IId) .29 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC 30 3.2.1 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 30 3.2.2 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) .31 3.3 THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 32 3.4 BÀN LUẬN .33 3.4.1 Về tổng hợp hoá học 33 3.4.2 Về cấu trúc phân tử 35 3.4.3 Về thử hoạt tính 38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .39 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu, viết tắt H-NMR Chú thích Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) ADN Acid 2’-deoxynucleic CSA acid clorosulfonic CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DMF Dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxid EtOAc Ethyacetat EtOH Ethanol g Gam GP Phần trăm tăng trưởng (Growth percent) GI50 Nồng độ ức chế 50% phát triển (Growth inhibition of 50%) H Hiệu suất h Giờ IC50 Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Half maximal inhibitory concentration) KLPT Khối lượng phân tử MeOH Methanol MIC Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory concentration) MS Phổ khối (Mass spectrometry) m/z Tỷ số khối lượng diện tích ion Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng STT Số thứ tự To Nhiệt độ Tonc Nhiệt độ nóng chảy VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật δ Độ chuyển dịch hóa học DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu trúc hóa học phân tử 1H-benzimidazol Hình 1.2 Một số tác dụng dẫn chất benzimidazol Hình 1.3 Cơng thức dẫn chất 1a, 1b, 1c Hình 1.4 Dẫn chất 2-(6-fluorochroman-2-yl)-1H-benzimidazol 2a-2j Hình 1.5 Cơng thức chất 3a, 3b Hình 1.6 Cơng thức albendazol mebendazol Hình 1.7 Dẫn chất 2-aryl/heteroaryl-1H-benzimidazol-4-carboxamid (4) Hình 1.8 Cơng thức chất theo nghiên cứu Seref Demirayak cộng Hình 1.9 Cơng thức cấu tạo chung dẫn chất p-aminobenzensulfomid DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất benzimidazol Hoebrecker Sơ đồ 1.2 o-Phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic thơm Sơ đồ 1.3 4-Cloro-o-phenylenediamin ngưng tụ với acid 2-aminobenzoic 10 Sơ đồ 1.4 Phản ứng với nitronil theo nghiên cứu Leonard công 10 Sơ đồ 1.5 o-Phenylendiamin đóng vòng với aldehyd thơm 10 Sơ đồ 1.6 Tổng hợp dẫn chất 4-(benzimidazol-2-yl)phenol 11 Sơ đồ 1.7 o-Phenylendiamin đóng vòng với aldehyd thơm cơng nghệ vi sóng Error! Bookmark not defined Sơ đồ 1.8 Phản ứng ngưng tụ o-phenylendiamin với aldehyd, xúc tác FeCl3/Al2O3 12 Sơ đồ 1.9 Sơ đồ phản ứng 2-(4-clorophenyl)benzimidazol với acid clorosulfuric 13 Sơ đồ 1.10 Phản ứng acyl hoá 13 Sơ đồ 1.11 Phản ứng N-acyl hoá dẫn chất sulfonamic 2-(4-clorophenyl) benzimidazol 14 Sơ đồ 1.12 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất sulfonamid theo Ahmed Kamal 15 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ tổng hợp số dẫn chất sulfonamid 2-(4-clorophenyl)-1Hbenzo[d]imidazol………………………………………………… ….24 Sơ đồ 3.2 Sơ đồ tổng hợp 2-(4-clorophenyl) -1H-benzo[d]imidazol (I) 25 Sơ đồ 3.3 Sơ đồ tổng hợp 2-(4-clorophenyl) -1H-benzo[d]imidazol -5-sulfonyl clorid (II) 26 Sơ đồ 3.4 Sơ đồ tổng hợp 5-sulfamoyl-2-(4-clorophenyl) 1H-benzo[d]imidazol (IIa) 26 Sơ đồ 3.5 Sơ đồ tổng hợp N-methyl-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIb) 27 Sơ đồ 3.6 Sơ đồ tổng hợp N,N-dimethyl-2-(4-clorophenyl)-1Hbenzo[d]imidazol-5- sulfonamid (IIc) 28 Sơ đồ 3.7 Sơ đồ tổng hợp 3,4-dicloroanilin-2-(4-clorophenyl)-1Hbenzo[d]imidazol-5- sulfonamid (IId) 29 Sơ đồ Cơ chế phản ứng ngưng tụ o-phenylendiamin với clorobenzaldehyd 33 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Kết thử tác dụng hợp chất với Salmonella typhimurium Bảng 1.2 Kết tổng hợp số dẫn chất 2-arylbenzimidazol 11 Bảng Danh mục dung mơi, hố chất .16 Bảng 2 Danh mục thiết bị, dụng cụ 17 Bảng 2.3 Công thức chất dự kiến tổng hợp 19 Bảng 3.1 Tóm tắt kết tổng hợp hoá học .30 Bảng Kết phân tích phổ khối lượng IIa, IIb, IIc, IId .30 Bảng 3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) IIa, IIb, IIc, IId 31 Bảng Kết thử hoạt tính kháng khuẩn mẫu IIa-IId: 32 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện thuốc có nguồn gốc tổng hợp Hóa dược đóng vai trò quan trọng, chiếm tỷ lệ lớn điều trị Xã hội ngày phát triển kéo theo phát triển ngày phức tạp mơ hình bệnh tật, trình nghiên cứu hợp chất ngày đẩy mạnh Đây môt việc làm thiết thực để đáp ứng nhu cầu điều trị Để tìm hoạt chất có hiệu điều trị cao, độc ứng dụng điều trị, nhà khoa học thường dựa vào cấu trúc chất dùng làm thuốc chất có tác dụng sinh học triển vọng để tạo nhiều thuốc Đồng thời, số thuốc đời kết q trình nghiên cứu lâu dài có phối hợp nhiều ngành nghiên cứu hóa dược, bào chế, dược lý-dược lâm sàng, vi sinh…Trong trình tìm kiếm này, tổng hợp hóa dược đóng vai trò quan trọng, phát chất có hoạt tính sinh học cao thuộc nhiều cấu tạo khác Số phải kể đến dẫn chất benzimidazol Nhiều cơng trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất benzimidazol nhóm chất dị vòng có tác dụng sinh học đa dạng như: kháng khuẩn, kháng nấm, chống viêm, giảm đau, trị giun sán, chống co giật, ức chế virus, chống ung thư Để góp phần làm phong phú thêm nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học nhóm dẫn chất quan trọng này, thực đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất sulfonamid 2-(4clorophenyl) benzimidazol” với mục tiêu sau: Tổng hợp số dẫn chất sulfonamid 2-(4-clorophenyl)benzimidazol Thử tác dụng kháng khuẩn chất tổng hợp NH SO N NH 1' 2' 6' 3' 5' 4' Cl Phụ lục 5: Phổ 1H-NMR chất IIa HN CH SO N NH 1' 2' 6' 3' 5' 4' Cl Phụ lục 6: Phổ 1H-NMR chất IIb HN CH SO N NH 1' 2' 6' 3' 5' 4' Cl Phụ lục 6: Phổ 1H-NMR chất IIb ( tiếp ) H3 C N CH SO N NH 1' 2' 6' 3' 5' 4' Cl Phụ lục 7: Phổ 1H-NMR chất IIc H3 C N CH SO N NH 1' 2' 6' 3' 5' 4' Cl Phụ lục 7: Phổ 1H-NMR chất IIc ( tiếp ) Cl 2'' 3'' HN 1'' Cl 4'' SO 6'' 5'' N NH 1' 2' 6' 3' 5' 4' Cl Phụ lục 8: Phổ 1H-NMR chất IId Cl 2'' 3'' HN 1'' Cl 4'' SO 6'' 5'' N NH 1' 2' 6' 3' 5' 4' Cl Phụ lục 8: Phổ 1H-NMR chất IId ( tiếp ) Phụ lục 9: Kết thử hoạt tính kháng khuẩn ( VK G (+) ) Phụ lục 10: Kết thử hoạt tính kháng khuẩn ( VK G (-) ) Phụ lục 11: Kết thử hoạt tính Kháng khuẩn Phụ lục 11: Kết thử hoạt tính Kháng khuẩn ( tiếp) Phụ lục 11: Kết thử hoạt tính Kháng khuẩn ( tiếp) Phụ lục 11: Kết thử hoạt tính Kháng khuẩn ( tiếp) Phụ lục 11: Kết thử hoạt tính Kháng khuẩn ( tiếp) ... phong phú thêm nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học nhóm dẫn chất quan trọng này, chúng tơi thực đề tài: Nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất sulfonamid 2-(4clorophenyl)... khiết chất tổng hợp .20 2.3.3 Xác định cấu trúc chất tổng hợp 20 2.3.4 Thử tác dụng sinh học dẫn chất tổng hợp 21 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 24 3.1 TỔNG HỢP HOÁ HỌC...BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - CHEA SIVMEIY MÃ SINH VIÊN: 1301362 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID CỦA 2-(4CLOROPHENYL)BENZIMIDAZOL