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

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ Y Tế TRƯỜNG ĐẠI HỌC D ợ c HÀ NỘI NGUYỄN LÊ HIÊN TỔNG HỢP MỘT SỐ Dẫ N CHấ T CỦA ISATIN VÀ THă M DÒ TÁC DỤNG SINH HỌC Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm Bào chế Mã số : 60.73.01 m sị ỳ ỈƯ-YIẸN * A o Ị ịịtâ Người hướng dẫn: TS Trần Viết Hùng PGS TS Nguyễn Quang Đạt ỉềih Ịu M Ul/^> Ẩ v l t t Sụ fệưo 0tỊ? Lị fa-f? / /l-O" Hà Nơi - 2007 [Y ị H íù ế LƠI CAM ƠN Sau m ột thời gian làm việc khấn trương giúp tận tình thầy giáo, gia đình bạn bè, tơi hồn thành luận văn “Tông hợp m ột sổ dẫn chất Isatỉn thăm dò tác dụng sinh học Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy: PGS TS N guyễn Q uang Đ ạt TS Trần Viết H ùng tận tình hư ớng dẫn suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn tốt nghiệp Đ ồng thời, xỉn g i lời cảm ơn chân thành tới, TS N guyên Thị K iều Anh, CN Lê Thị Thuỷ H ạnh (Phòng Thỉ nghiệm Trung tâm Trường Đ ại học D ược H Nội), ThS Đ ồng Thế N gun (Phòng Thí nghiệm Hố vật liệu - K hoa H oá học - Trường Đ H K H T N - Đ H O G H N), TS Lê M Hương, ThS Trần Thị N h H ang (Phòng Sinh học thực nghiệm - Viện H oá học hợp chất thiên nhiên - Viện K hoa học & C ông nghệ Việt Nam), cán p h ò n g p h â n tích khối phơ, p h ò n g p h â n tích p h cộng hưởng từ (Viện H oá học - Viện K hoa học & C ông nghệ Việt Nam ) tạo điêu kiện, giúp đỡ thực luận văn Tôi xin g i lời cám ơn đên thảy cơ, kỹ thuật viên mơn H ố hữu cơ, thầy trường, p h ò n g ban, thư viện tạo điểu kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn C uối củng, tơi xỉn cám ơn gia đình bạn bè động viên giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp này! Tôi xỉn chân thành cảm ơn! H Nội, ngày 30 tháng 12 năm 2007 H ọc viên N guyễn Lê H iên MỤC LỤC Trang DANH MỤC CHỮ VIÉT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH, s o ĐỊ ĐẬT VẤN ĐÈ Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tác dụng sinh học dẫn chất Isatin 1.1.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng lao 1.1.2 Tác dụng kháng virus 1.1.3 Tác dụng chống ung thư 1.1.4 Tác dụng ức chế men monoaminoxydase 1.1.5 Các tác dụng khác 1.2 Các phương pháp tổng hợp isatin dẫn chất 1.2.1 Các phương pháp tổng hợp dị vòng isatin 1.2.2 Các phương pháp tổng họp dẫn chất isatin 10 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 16 2.1 Nguyên liệu nghiên cứu 16 2.2 Thiết bị nghiên cứu 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu 16 Chương 3: KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 18 3.1 Tổng họp hoá học 18 3.1.1 Tổng hợp thiazolidin-2,4-dion 19 3.1.2 Tổng htyp 5-íluoroisatin (1) 5-cloroisatin (2) 19 3.1.3 Tổng họp dẫn chất ngưng tụ 5-fluoroisatin 5-cloroisatin với thiazolidin-2,4-dion (3, 4) 21 3.1.4 Tổng hợp số dẫn chất base di-Mannich 5- (2’-oxo-5’-fluoro3’-indolinyliden) thiazolidin-2,4-dion (5, 6) 5- (2’-oxo-5’-cloro-3’indolinyliden) thiazolidin-2,4-dion (7, ) 23 3.1.5 Tống hợp số dẫn chất base mono-Mannich 5- (2’-oxo-5’fluoro-3’-indolinyliden) thiazolidin-2,4-dion (9,10) 27 3.2 33 Kiểm tra độ tinh khiết xác định cấu trúc 3.2.1 Kiếm tra độ tinh khiết chất tổng hợp 33 3.2.2 Xác định cấu trúc chat tone hợp đưọ'c 33 3.3 Thử tác dụng sinh học 38 3.3.1 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 38 3.3.2 Thử hoạt tính gây độc tế bào (Cytotoxicity assay) 42 3.4 Bàn luận 43 3.4.1 tổng họp hoá học 43 3.4.2 v ề xác định cấu trúc 44 3.4.3 tác dụng sinh học 50 KẾT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CFU s ố n vị k h u â n lạc (C o lo n y fo rm in g unit) CTPT C ô n g th ứ c p h â n tử DEPT P h ố tă n g đ ịn h h n g c h u y ế n p h â n cực (D isto rtio n le ss e n h a n c e m e n t by p o la riz a tio n tran sfer) DMF D im e th y lfo rm a m id D M SO D im e th y lsu lfo x y d E tO H E th a n o l H e p -G T e bào u n g th gan ngư ời IC 50 N n g độ ức ch ế 50% số tế bào (T h e 50% In h ib ito ry c o n c e n tra tio n ) IR P h ô h n g ngoại (In frare d sp e c tro sc o p y ) M IC N n g độ ức chế tối th iểu (M in im u m In h ib ito ry c o n c e n tra tio n ) MS P h ổ k h ố i lư ợ n g (M ass sp e c tro m e try ) NMR P h ô cộ n g h n g từ h ạt n h â n (N u c le a r M a g n etic re so n a n c e sp e c tro sc o p y ) PTL P h â n tủ' lu'O'ng (K h ố i lư ợ n g p h â n tử ) RD T ế bào u n g th m n g tim n g i SK LM Sắc ký lóp m ỏ n g nnO * nc N h iệ t độ n ó n g ch ảy TM S T e tra m e th y lsila n ưv P hô tử n goại (U ltra v io le t sp e c tro sc o p y ) v sv Vi sin h vật DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1: Hiệu suất số số vật lý chất tổng hợp 31 Bảng 3.2: Tóm tắt kết phân tích sắc ký lớp mỏng 33 Bảng 3.3: Các dải hấp thụ đặc trưng phổ IR (em '1) chất tổns họp 34 Bảng 3.4: Giá trị Xmax chat tone hợp 35 nảirr T ì- QÁ Ii£n r.Vi5 n tích khối lượng chất tông hợp 36 Bảng 3.6: số liệu phổ cộng hưởng từ proton ('H-NM R) số chất tống hợp 37 Bảng 3.7: số liệu phổ cộng hưởng từ i3C ( l3C-NMR) số chất tống hợp 38 Bảng 3.8: Kết thử hoạt tính kháng khuân, kháng nấm 41 Bảng 3.9 Ket thử hoạt tính kháng tế bào ung thư neười 43 DANH MỤC CÁC HÌNH, s o ĐỊ Trang Hình 3.1: Sơ đồ phân mảnh chất 46 Hình 3.2: Sơ đồ phân mảnh chất 47 Hình 3.3: Sơ đồ phân mảnh chất 48 ĐẶT VAN ĐẺ Thuốc sử dụng trone cơng tác phòng chữa bệnh có nhiều nguồn gốc khác nhau, thuốc tạo phương pháp tone họp bán tổng hợp đóng vai trò quan trọng Trong lĩnh vực tổng hợp thuốc, đế nhanh chóng tạo thuốc mới, nhà nghiên cứu thường dựa cấu trúc chất dùng làm thuốc chất có tác dụng dược lý, có triến vọng đế tạo chất dự đốn có tác dụng tốt hơn, độc tính có hiệu điều trị Isatin dẫn chất dãy chất hữu nghiên cứu cách có hệ thống hố học tác dụng sinh học Nhiều cơng trình nghiên cứu cơnơ bố cho thấy dẫn chất Isatin có hoạt tính sinh học phone phú đa dạng tác dụng: kháng khuẩn, kháng nấm, chốne ung thư, kháng virus, kháng lao, nhiều tác dụng dược lý khác [2 - 12], [17], [21], [22, 34], Trong số dẫn chất Isatin dẫn chất 5-halogenoisatin dẫn chất base Mannich dẫn chất ngưng tụ vói thiazolidin-2,4-dion ý nghiên cứu thời gian gần kết nghiên cứu cho thấy chúng có hoạt tính sinh học đáng quan tâm Với mong muốn góp phần nghiên cứu dẫn chất isatin, thực đề tài “Tổng họp số dẫn chất isatin thăm dò tác dụng sinh học” với hai mục tiêu sau đây: - Tổng hợp 5-fluoroisatin, 5-cloroisatin dẫn chất chúng - Thăm dò tác dụng sinh học (kháng khuân, kháng nấm kháng dòng tế bào ung thư ns;ưò'i) chất tống hợp với hy vọng tìm chất có hoạt tính sinh học cao rút nhận xét sơ mối liên quan cấu trúc - tác dụng dãy dẫn chât Chúng hy vọng đề tài đóng góp nhỏ vào việc nghiên cứu, tìm kiếm chất có hoạt tính sinh học cao thuộc dãy chất Isatin Chương TÒNG QUAN 1.1 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA DẦN CHẤT CỦA ISATIN: Isatin dẫn chất nhiều dãy chất hữu nghiên cứu hệ thống mặt hoá học tác dụng sinh học Rất nhiều cơng trình nghiên cứu tồng hợp thử tác dụng sinh học dẫn chất Isatin cho thây chúng có tác dụng phons phú đa dạng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng lao, kháng virus, chống phân bào, ức chế men monoaminooxidase (MAO) 1.1.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng lao: Tác dụne kháng khuẩn, kháng nấm dẫn chất isatin nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu A c Padhya cộng [33] tống hợp thử tác dụng số dẫn chat nitrofuriuryliden isatin hydrazon thấy chúng có tác dụng ức chế Staphylococcus aureus, Escherichia coli N -N = C H - -NO') R— R = H , - B r , 6-C1 Nhiều dẫn chất base Mannich isatin có tác dụng kháng khuân, kháng nấm mạnh R s Varma w I Nobles [38], [39] công bố tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm so base Mannich isatin có công thức sau: R = H , C H 3, B r R2 = ,N N H C S N H _ R | —N ( C H b , N o C H 2R , Năm 1989, s Dilber [16] cộng tổng hợp khảo sát tác dụng ;háng khuẩn dẫn chất isatin có cơng thức: H (X R \ / R3 COOR4 R i = H , C H 3, C H R2 = H ,C H r 3= h ,c h r = c 2h 5, - C ( C H 3) 3, C H 3- C H 2- C H - C H 3 Kết cho thấy có chất có tác dụng với Escherichia ci, chất có tác dụng với Staphylococcus aureus Các nhà nghiên cứu Ấn Độ K c Joshi, V N Pathak, s K Jain [21] tổng hợp nahiên cứu tác dụng kháng khuẩn 15 dẫn chat fluor isatin có cơng thức: X = -F -F Y = , N - N H - C 6H z = C O C H 2N R , C H2— N o Thử tác dụng chủng Escherichia coli Staphylococcus aureus 15 chất ức chế vi khuẩn nồng độ |ae/ml Một số chất có tác dụng nồng độ |_Lg/ml Các tác giả rút nhận xét tác dụng tăng nhóm phần phenylhydrazin fluor (Y =NNHC 6H 4F) 17 dẫn chất 5-iodo 5-cloro isatin D Maysinger cộne [31] tổng họp: N -N H R X = ỊC1 R = H , C O C H , C H 3, c s n h X=I,C1 N R R ' = N H C H 2C H 2O H , N ( C H C H O H ) , N ( C H ( C H 3) 2) C H 2N R R ' N ( C I - ỉ 2C H 2C1)2, n , N Thử tác dụng 11 chủng vi khuấn chủng nấm, nhiều chất có tác dụng mạnh Tron? số có dẫn chat base Mannich diisopropylamino dẫn chất 5-iodo isatin 5-cloro isatin có MIC 100|Lig/ml Các tác gia rút nhận xét nhóm the halogen vị trí giữ vai trò quan trọng tác dụng kháng khuân (làm tăng tác dụng) Ớ Việt Nam, Nguyễn Quang Đạt cộng [3], [5] tons hợp thử tác dụne kháng khuân, kháng nấm nhiều dẫn chất isatin với nhóm khác vị trí (-N 2, -Br) dẫn chat base Mannich, hydrazon, base s ch iff: T—1 H H Ơ i C T i - ^ - ^ r O N N O O H ưi in ^r%rcr» r o V£> -TV I—ị r - ^ O i n ^ n ^ r o a r - v o i O r - H o c n o o r ' r " > ^ c n ( > j T H t ^ < s ỉ C ' j r H r ' ~ v c > ' ' ý r r> r H o O R tEầ r ^ o c o ^ H L n r o i - T í T i i i n H r ^ ^ o ^ o ọ ^ ƠI co -T CJ H co T H c o v r t N o r o i n o o o o i c n a ) r~" r r - r - ^^vovDvocriroro CO r * C\J CT) 0 CO t o TP o CT\ CD CO o VC i n tX) CTN cr CTv O', a y CTi cr> c n CO r - f ' LO i n i n 1—1 r~i p " m c c n~ > Lf) IT) o o o CN m 'O v c U? vx> v o K O {D \ ‘ D KQ '£} 'sQ í r* C7\ -^r Current Data Parameters HIEN H8 NAME EXPNO PROCWO K O V£> v o '•£> ì I f ) I /Ì iT) lT) t o l f ) *3* c o C\J ÍNJ C\J C tÌ Ov Phụ lục 38 F2 - kcquisition Parameters 20071107 Date_ 9.10 Time avSOO INSTRUM PROBHD Icm Multinucl POLPKOG zg30 TD 65536 SOLVENT DMSO 32 NS ĐS SWH 10330.578 Hz FIDRES 0.157632 Hz 3.17204 07 sec AO ?.G 128 DW 48.400 usee DE 6.00 usee TE 300.0 K Dl 1.00000000 sec MCREST G.GOOOOCOG sec MCVfRK 0.015C0C00 sec KUC1 PI PLl SFOl CHANNEL fl **»*■* 1H 10.50 usee -3 00 dB 500.1335009 MHz F2 - Processing parameters SI 32768 SF 500.1300053 MHz WDW EM SS3 LB 0.30 Hz GB PC 1.00 15 14 13 12 11 10 -1 11 X o\ cr> C Nro in rH o Jo 03 n V£>*rH ^ ]i a ãiin hO > iinn o q o o vj h O 1— 1Ỉ < Or- jrH V NC VJD I r- v£> VO CO o I—1 ol H o ’■'T| to CN * o COr-* rr-i rH t—f oc CN r- fH rn ư> CO VO Lf> ư> r“‘ rH U-) o o v£> vr> in COr~ r* (N ■^T "=r rH CO in r- cTi o r) tn 1—I r- LO 1—1 TJ1 o (N H H r~\ CO 0-J VO c n r~i ơ% CD CO f ' t r >o !.n iní csj 1—1 CO o cT> O' mC r -CM c\ j C u r r e n t D a ta P a r a m e te r s MIEN H4 NAME EXPN0 “ PROCNO • Phuluc 41 F2 - A c q u i s i t i o n P a r a m e t e r s 200"? 11.06 D a te _ T im e INSTRUM av*>Q0 PRGSHD insn M u i t i n u c l 2Cp>g3Q PULPR0G 6S 536 ?D SOLVENT CDC13 1536 NS DS sw H Hz FIDRES c Hz AQ 0 6 s e c 5*792.6 RG 0 u s e e DW DS 0 u s e e TE 300.0 K D1 c 0000000 s e c d ll 0 0 0 0 s e c DELTA 9 9 9 s e c MCRES? 0 0 0 0 s e c MCWRK 0 * 0 0 s e c • ««,****» NƯC1 ?1 PLl SF01 X3C u s e e - 0 dE? 7 MHz mmmmmwmm CPDFRG2 MỮC2 PCPD2 PL2 PL12 PL13 SF02 w a itz ! 1H 0 - 0 2 0 0 0 usee dB de dB MHz Ĩ2 - P c o c e s s i n q p a r a m e t e r s sr SF WDW SSB LB G3 PC Ár/líÁdẤiẤtilkiuiAliLl »■'