Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất sulfonamid của 2 phenylbenzimidazol

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - KIM SEYHA NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID CỦA 2- PHENYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2018 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - KIM SEYHA MÃ SINH VIÊN: 1301358 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID CỦA 2- PHENYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Đình Luyện TS Nguyễn Văn Hải Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2018 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian làm việc Bộ môn Công nghiệp Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội, với tinh thần nghiêm túc, đầy cố gắng, nỗ lực nhận giúp đỡ tận tình thầy cô giáo, bạn bè, người thân, hồn thành khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất sulfonamid 2-phenybenzimidazol” Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS TS Nguyễn Đình Luyện, TS Nguyễn Văn Hải, người trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ trình nghiên cứu, thực hồn thành khóa luận Tôi vô biết ơn xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Văn Giang, ThS Đào Nguyệt Sương Huyền, đặc biệt DS Nguyễn Thị Thúy (Học viên CH 22), nhiệt tình giúp đỡ tơi việc thực khóa luận thời gian qua Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô, anh chị thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, thầy cô, cán Trường Đại học Dược Hà Nội nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi cho học tập thời gian năm trường Tôi xin cảm ơn bạn bè đồng hành suốt năm tháng học tập trường, em thực khóa luận phòng thí nghiệm Tổng hợp hóa dược, Bộ mơn Cơng nghiệp Dược ln gắn bó, động viên, giúp đỡ, chia sẻ đường tìm tòi khám phá kiến thức Cuối cùng, xin dành biết ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị em, người thân bạn bè tôi, người luôn quan tâm, ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập thực khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 18 tháng năm 2018 Sinh viên KIM SEYHA MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan benzimidazol 1.1.1 Cấu trúc, tính chất lý hóa benzimidazol 1.1.2 Các thuốc mang khung benzimidazol 1.1.3 Tổng quan tác dụng sinh học dẫn chất benzimidazol 1.2 Các phương pháp tổng hợp nhân 2-aryl-1H-benzo[d]imidazol 10 1.2.1 Đóng vòng tạo nhân 2-aryl-1H-benzo[d]imidazol từ o-phenylendiamin dẫn chất o-phenylendiamin phản ứng với acid 10 1.2.2 Đóng vòng tạo nhân 2-aryl-1H-benzo[d]imidazol từ o-phenylendiamin phản ứng với aldehyd 11 1.3 Các phương pháp tổng hợp sulfonamid 13 1.3.1 Phản ứng clorosulfo hóa 13 1.3.2 Phản ứng sulfonamid hóa 14 1.4 Lựa chọn hướng tổng hợp thử tác dụng sinh học cho đề tài 14 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Nguyên liệu thiết bị 15 2.2 Nội dung nghiên cứu 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu 18 2.3.1 Tổng hợp hóa học kiểm tra độ tinh khiết 18 2.3.2 Xác định cấu trúc 18 2.3.3 Thử hoạt tính kháng khuẩn 19 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 22 3.1 Tổng hợp hóa học 22 3.1.1 Tổng hợp 2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol (II) 22 3.1.2 Tổng hợp 2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol -5-sulfonyl clorid (III) 23 3.1.3 Tổng hợp 5-sulfamoyl-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol (IVa) 24 3.1.4 Tổng hợp N-methyl-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IVb) 25 3.1.5 Tổng hợp N,N-dimethyl-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IVc) 25 3.1.6 Tổng hợp N-(2,4-diclorophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5- sulfonamid (IVd) 26 3.2 Xác định cấu trúc chất tổng hợp 27 3.2.1 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 27 3.2.2 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) 28 3.3 Thử tác dụng sinh học 30 3.4 Bàn luận 31 3.4.1 Về tổng hợp hóa học 31 3.4.2 Về cấu trúc phân tử 34 3.4.3 Về thử hoạt tính sinh học 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu, viết tắt Chú thích Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic H-NMR resonance) ADN CSA Acid 2’-deoxynucleic 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 Tonc Nhiệt độ Nhiệt độ nóng chảy VK Vi khuẩn VSV δ Vi sinh vật Độ chuyển dịch hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các dẫn chất 2-(trifluoromethyl)-1H-benzimidazol Bảng 1.2 Các thuốc ức chế bơm proton Bảng 1.3 Kết tổng hợp số dẫn chất 2-arylbenzimidazol 12 Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất 15 Bảng 2.2 Danh mục thiết bị, dụng cụ 16 Bảng 2.3 Công thức chất dự kiến tổng hợp 17 Bảng 2.4 Môi trường thử nghiệm kháng khuẩn 20 Bảng 3.1 Kết tổng hợp hóa học 27 Bảng 3.2 Kết phân tích phổ khối lượng IVa, IVb, IVc, IVd 28 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) chất IVa, IVb, IVc, IVd 29 Bảng 3.4 Thử tác dụng sinh học 30 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc vòng 1H-benzo[d]imidazol Hình 1.2 Hỗ biến tautomer benzimidazol dung dịch Hình 1.3 Một số thuốc tổng hợp dẫn chất benzimidazol Hình 1.4 Cơng thức chất theo nghiên cứu Panneer Selvam Hình 1.5 Sơ đồ Phản ứng tổng hợp chất theo nghiên cứu C S Kavitha Hình 1.6 Cơng thức số chất theo nghiên cứu C S Kavitha Hình 1.7 Công thức chung dẫn chất 2-(trifluoromethyl)-1H-benzimidazol Hình 1.8 Cơng thức dẫn chất theo nghiên cứu Avinash Patil cộng Hình 1.9 Công thức cấu tạo số dẫn chất 2-aryl-1H-benzimidazol Hình 1.10 Sơ đồ phản ứng o-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic thơm 10 Hình 1.11 Sơ đồ phản ứng 4-cloro-o-phenylenediamin ngưng tụ với acid 2-amino benzoic 10 Hình 1.12 Sơ đồ tổng hợp 2-alkyl 2-arylbenzimidazol theo phương pháp vi sóng 11 Hình 1.13 Sơ đồ phản ứng o-phenylendiamin đóng vòng với aldehyd thơm 11 Hình 1.14 Sơ đồ phản ứng o-phenylendiamin ngưng tụ với aldehyd 12 Hình 1.15 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất 4-(benzimidazol-2-yl)phenol 13 Hình 1.16 Sơ đồ phản ứng o-phenylendiamin đóng vòng với aldehyd thơm cơng nghệ vi sóng 13 Hình 1.17 Sơ đồ phản ứng 2-phenylbenzimidazol với acid clorosulfonic 14 Hình 1.18 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất sulfonamid theo Ahmed Kamal 14 Hình 3.1 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất sulfonamid benzimidazol 22 Hình 3.2 Sơ đồ tổng hợp 2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol (II) 23 Hình 3.3 Sơ đồ tổng hợp 2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonyl clorid (III) 23 Hình 3.4 Sơ đồ tổng hợp 5-sulfamoyl-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol (IVa) 24 Hình 3.5 Sơ đồ tổng hợp N-methyl-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IVb) 25 Hình 3.6 Sơ đồ tổng hợp N,N-dimethyl-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IVc) 25 Hình 3.7 Sơ đồ tổng hợp N-(2,4-diclorophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IVd) 26 Hình 3.8 Cơ chế phản ứng ngưng tụ o-phenylendiamin với benzaldehyd 31 Hình 3.9 Cơ chế phản ứng clorosulfo hóa 32 Hình 3.10 Cơ chế phản ứng sulfonamid hóa 33 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, nhà khoa học thường dựa vào cấu trúc chất dùng làm thuốc chất có tác dụng sinh học triển vọng, tạo nhiều thuốc để ứng dụng điều trị Các nghiên cứu hợp chất dị vòng ngày phát triển mạnh mẽ, thu hút ý nhiều nhà khoa học Người ta quan tâm đến dị vòng khơng tính chất lí hóa học đặc biệt mà ứng dụng quan trọng chúng thực tiễn Một số dị vòng nhận quan tâm nhiều tác giả dị vòng benzimidazol Các dẫn xuất chứa dị vòng benzimidazol trở thành đối tượng nghiên cứu hấp dẫn dược tính, hoạt tính sinh học ứng dụng chúng 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, chống loét, giảm đau, trị giun sán, chống co giật, ức chế virus chống ung thư [19, 24] Các ví dụ điển hình hoạt chất benzimidazol dùng làm thuốc albendazol, mebendazol, omeprazol, bendamustin … Ngồi ra, nhóm dẫn chất quan trọng benzimidazol sulfonamid mang khung benzimidazol số nhà khoa học quan tâm nghiên cứu thời gian gần 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 2phenylbenzimidazol” với mục tiêu: Tổng hợp số dẫn chất sulfonamid 2-phenylbenzimidazol Thử tác dụng kháng khuẩn dẫn chất tổng hợp M = 418,30 Phụ lục 4.2 Phổ MS negative chất IVd Phụ lục 5.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR chất IVa Phụ lục 5.2 Phổ giãn cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR chất IVa (tiếp theo) Phụ lục 6.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR chất IVb Phụ lục 6.2 Phổ giãn cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR chất IVb (tiếp theo) Phụ lục 7.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR chất IVc Phụ lục 7.2 Phổ giãn cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR chất IVc (tiếp theo) Phụ lục 8.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR chất IVd Phụ lục 8.2 Phổ giãn cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR chất IVd (tiếp theo) Phụ lục Kết thử hoạt tính kháng khuẩn Phụ lục Kết thử hoạt tính kháng khuẩn (tiếp theo) Phụ lục Kết thử hoạt tính kháng khuẩn (tiếp theo) Phụ lục Kết thử hoạt tính kháng khuẩn (tiếp theo) Phụ lục Kết thử hoạt tính kháng khuẩn (tiếp theo) Phụ lục Kết thử hoạt tính kháng khuẩn (tiếp theo) ... tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất sulfonamid 2phenylbenzimidazol với mục tiêu: Tổng hợp số dẫn chất sulfonamid 2- phenylbenzimidazol Thử tác dụng kháng khuẩn dẫn chất tổng hợp CHƯƠNG TỔNG... -3NO2 5d H -2Cl 5e H -4Cl 5f -2NO2 -2NO2 5g -2NO2 -3NO2 5h -3NO2 -2NO2 5i -3NO2 -3NO2 5j -2Cl -2NO2 5k -2Cl -3NO2 Hình 1.9 Cơng thức cấu tạo số dẫn chất 2- aryl-1H-benzimidazol Năm 20 12, Ju-Fang... suất tonc (oC) % 90 28 8 -29 0 89 29 2 -29 3 84 310-311 90 198 -20 0 86 22 0 -22 1 Năm 20 12, Chen cộng nghiên cứu tổng hợp dẫn chất vị trí C2 nhân benzimidazol sử dụng chất xúc tác FeCl3/Al2O3 Kết cho thấy