Trước tình trạng đề kháng kháng sinh của vi khuẩn ngày một gia tăng, việc tìm ra các cấu trúc mới có hoạt tính kháng khuẩn là điều cấp thiết. Đề tài này chúng tôi tổng hợp một số dẫn chất 1,3,4-xadiazol và khảo sát tác dụng kháng khuẩn của các chất trên 5 chủng vi khuẩn gây bệnh.
Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,3,4-OXADIAZOL Võ Hoàng Nam*, Vũ Thanh Thảo*, Trần Ngọc Châu* TĨM TẮT Mở đầu: Trước tình trạng đề kháng kháng sinh vi khuẩn ngày gia tăng, việc tìm cấu trúc có hoạt tính kháng khuẩn l| điều cấp thiết Cấu trúc dị vòng oxadiazol có nhiều hoạt tính sinh học tiềm năng, số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol có hoạt tính kháng khuẩn tốt Mục tiêu nghiên cứu: Trong đề tài tổng hợp số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol khảo sát tác dụng kháng khuẩn chất chủng vi khuẩn gây bệnh Đối tượng phương pháp nghiên cứu: Dẫn chất 1,3,4-oxadiazol tổng hợp từ isoniazid benzaldehyd tương ứng qua giai đoạn: phản ứng ngưng tụ tạo N-acyl hydrazon v| oxy hóa đóng vòng Cloramin B Các dẫn chất tổng hợp x{c định cấu trúc v| độ tinh khiết c{c phương ph{p: SKLM, nhiệt độ nóng chảy, IR, MS, 1H-NMR Hoạt tính kháng khuẩn khảo sát chủng vi khuẩn: E coli, P aeruginosa, S faecalis, MSSA MRSA phương ph{p khuếch tán thạch Kết quả: 10 dẫn chất 1,3,4-oxadiazol tổng hợp v| x{c định cấu trúc Hoạt tính kháng khuẩn chất chủ yếu vi khuẩn gram dương Dẫn chất 2d cho hoạt tính tốt (MIC = 128 µg/ml, 256 µg/ml 128 µg/ml, chủng S faecalis, MSSA, MRSA) Kết luận: Nhìn chung dẫn chất 1,3,4-oxadiazol tổng hợp có hoạt tính kháng khuẩn trung bình Sự có mặt nhóm Cl vị trí ortho có ảnh hưởng tốt đến tác dụng kháng khuẩn Từ khóa: 1,3,4-oxadiazol, N-acyl hydrazon, kháng sinh, kháng khuẩn ABSTRACT SYNTHESIS AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY EVALUATION OF SOME 1,3,4–OXADIAZOLE DERIVATIVES Vo Hoang Nam, Vu Thanh Thao, Tran Ngoc Chau * Y Hoc TP Ho Chi Minh * Supplement Vol 22 - No 1- 2018: 486 - 493 Introduction: The growing of antibiotic resistance induces an urgent need for the discovery of novel antibacterial scaffolds 1,3,4–oxadiazole derivatives demonstrate various potential biological activities in which many derivatives are potent against some pathogenic bacterial strains Objectives: In this study, we aim to synthesize and evaluate the antibacterial activity of some 1,3,4oxadiazole derivatives Methods: 1,3,4-oxadiazoles derivatives were synthesized from isoniazid and substituted benzaldehyde in steps: (1) N-acyl hydrazone synthesis via condensation and (2) cyclization oxidation by cloramin B The structure and purity of these compounds were determined and confirmed by thin layer chromatography, melting point, IR, MS, 1H-NMR The antibacterial activities against pathogenic strains (E coli, S faecalis, P aeruginosa, MSSA, MRSA) were conducted by agar diffusion method Results: Ten 1,3,4-oxadiazole derivatives were synthesized These compounds are more active on gram (+) than gram (–) strains Among these compounds, 2d reveal the most antibacterial activity (MIC = 128 µg/ml, 256 * Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: TS Trần Ngọc Châu ĐT: 0938 776 635 486 Email: tranchau@ump.edu.vn Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 Nghiên cứu Y học µg/ml and 128 µg/ml on S faecalis, MSSA, and MRSA, respectively) Conclusion: 1,3,4-oxadiazole derivatives have potential inhibition activity on pathogenic bacteria, especially on gram positive strains Substitution of a chlorine atom on phenyl ring at ortho position could enhance the antibacterial activity Key words: 1,3,4-oxadiazol, N-acyl hydrazon, antibiotic, antibacterial activity khuẩn g}y bệnh Ngo|i ra, mối li n quan ĐẶT VẤN ĐỀ cấu trúc hóa học v| hoạt tính kh{ng khuẩn Tình trạng đề kháng thuốc vi khuẩn ph}n tích nhằm tìm điểm quan trở nên ngày nghiêm trọng Hiện trọng tr n khung cấu trúc 1,3,4-oxadaziol có ảnh trạng khiến cho việc điều trị bệnh nhiễm hưởng thuận lợi cho hoạt tính kh{ng khuẩn khuẩn trở n n khó khăn hơn, chí có ĐỐI TƢỢNG-PHƢƠNGPHÁP NGHIÊNCỨU trường hợp thất bại dẫn đến tử vong Trong năm gần đ}y, vấn đề kháng thuốc vi Đối tƣợng, nguyên liệu trang thiết bị sinh vật không thu hẹp phạm vi Tất nguyên liệu dung môi dùng quốc gia ph{t triển Việt Nam, nơi m| tổng hợp mua từ công ty Acros việc sử dụng kháng sinh chưa kiểm Organics (Bỉ), Merck (Đức), ChemSol (Việt soát chặt chẽ m| trở thành vấn đề chung toàn Nam), Guangdong Guanghua Sci-Tech Co Ltd cầu(10) Trước thực trạng trên, Tổ chức Y Tế Thế (Trung Quốc), Amsal Chem Pvt Ltd (Ấn Độ) giới (WHO) công bố v|o đầu năm 2017 danh sử dụng trực tiếp, không tinh chế lại Nhiệt sách 12 nhóm vi khuẩn ưu ti n h|ng đầu độ nóng chảy x{c định máy Stuart việc phát triển thuốc khả SMP10 với nhiệt kế không hiệu chỉnh Phổ hồng kháng thuốc cao chủng này(11) Chính ngoại (IR) đo phương ph{p TR tr n việc tìm kiếm hoạt chất với cấu trúc máy Nicolet™ iS™ Phổ 1H-NMR đo máy v| chế tác dụng khác với kháng sinh cổ Avance-Bruker 500MHz Khối phổ (MS) điển ngày trở nên cấp thiết quét m{y Thermo Scientific™ MSQ Plus™ Các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol hợp chất dị vòng cạnh ứng dụng rộng rãi tổng hợp hữu v| nghi n cứu ứng dụng hóa dược(6) Thật vậy, dị vòng 1,3,4-oxadiazol tìm thấy cấu trúc số thuốc sử dụng tr n l}m s|ng (như raltegravir, furamizol) Ngoài ra, thay vị trí carbon số dị vòng 1,3,4oxadiazol tạo nhiều dẫn chất thể nhiều hoạt tính sinh học tiềm C{c kết nhiều nhóm nghiên cứu ngồi nước cơng bố thời gian gần đ}y cho thấy nhiều dẫn chất 1,3,4-oxadiazol có hoạt tính kháng vi sinh vật m| đặc biệt tác dụng kháng khuẩn tốt(1,3-5,9) Trong phạm vi đề tài này, số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol vòng thơm dị vòng thơm kh{c tổng hợp khảo s{t sơ hoạt tính kháng khuẩn in vitro tr n chủng vi Chuyên Đề Dƣợc (phương ph{p CPI) máy LC-MS Shimadzu (phương ph{p ESI) Tổng cộng chủng vi khuẩn thử nghiệm khảo sát dựa theo tiêu chuẩn ATCC gồm chủng gram (+): Streptococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 29213 (MSSA), Staphylococcus aureus đề kháng methicilin ATCC 43300 (MRSA) chủng gram (–): Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp tổng hợp Các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol tổng hợp từ nguyên liệu ban đầu isoniazid benzaldehyd thơm tương ứng qua giai đoạn (xem sơ đồ 1) Giai đoạn phản ứng ngưng tụ isoniazid benzaldehyd (tỉ lệ mol 1,1:1,0) đun hồi lưu methanol cid 487 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 acetic băng ( cOH) sử dụng chất xúc tác Phản ứng theo dõi sắc ký lớp mỏng Sau phản ứng kết thúc, dung môi loại bỏ áp suất giảm cho chất rắn thô Sản phẩm n|y rửa nước để loại tạp tinh chế phương ph{p kết tinh lại ethanol tuyệt đối N-acyl hydrazon (1a-1j) Giai đoạn phản ứng đóng vòng chất trung gian (1a-1j) tác động oxy hóa Cloramin B Phản ứng xảy dung môi ethanol tuyệt đối Tỉ lệ mol Cloramin B N-acyl hydrazon sử dụng thực tế 2,5:1,0 Hỗn hợp phản ứng khuấy nhiệt độ phòng thí nghiệm (30-35 oC) Khi vết N-acyl hydrazon khơng (theo dõi qua sắc ký lớp mỏng), hỗn hợp phản ứng cô quay áp suất giảm để loại hết dung môi Chất rắn thơ sau kết tinh lại hỗn hợp cồnnước sản phẩm 1,3,4-oxadiazol tinh khiết (2a-2j) Sơ đồ 1: Quy trình tổng hợp dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) Phương pháp khảo sát hoạt tính kháng khuẩn Hoạt tính kháng khuẩn dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) khảo sát KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Kết phần tổng hợp hóa học chủng vi khuẩn gây bệnh thường gặp Tổng hợp chất trung gian N-acyl hydrazon (1a-1j) trình bày phần đối tượng nghiên cứu N’-(benzyliden)isonicotinohydrazid (1a) Quá trình khảo s{t tiến h|nh qua bước µg/ml) phương ph{p khuếch tán từ đĩa C13H11N3O, Ptl: 225,25 Hiệu suất 89% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 199-201 oC SKLM: Rf = 0,5 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3194, 3024 (N–H), 1682 (C=O), 1598 (C=N) giấy thạch Sau c{c chất có đường N’-(3’-nitrobenzyliden)isonicotinohydrazid (1b) kính vòng kháng khuẩn tốt (> 7mm) tiến C13H10N4O3, Ptl: 270,24 Hiệu suất 90% Chất rắn m|u v|ng Điểm chảy: 230-232 oC SKLM: Rf = 0,2 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,3 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3232, 3081 (N–H); 1687 (C=O); 1547 (C=N); 1351 (NO2) Trước hết, hoạt tính sơ khảo sát thông qua việc đ{nh gi{ đường kính vòng kháng khuẩn chất thử nghiệm (nồng độ 1024 h|nh x{c định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) giai đoạn phương ph{p pha loãng b{n định lượng(12) Trong khảo sát này, DMSO dùng mẫu chứng }m Ngược lại, kh{ng sinh gentamicin dùng mẫu chứng dương chủng vi khuẩn thử nghiệm 488 N’-(4’-nitrobenzyliden)isonicotinohydrazid (1c) C13H10N4O3, Ptl: 270,24 Hiệu suất 80% Chất rắn m|u v|ng Điểm chảy: 278-280 oC SKLM: Rf Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 = 0,3 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,3 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 2986, 2828 (N–H); 1680 (C=O); 1553 (C=N); 1334 (NO2) N’-(2’-chlorobenzyliden) isonicotinohydrazid (1d) C13H10ClN3O, Ptl: 259,69 Hiệu suất 86% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 221-223 oC SKLM: Rf = 0,5 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,5 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3192, 3025 (N–H); 1682 (C=O); 1594 (C=N); 759 (C-Cl) N’-(2’,4’-dichlorobenzyliden)isonicotinohydrazid (1e) C13H9Cl2N3O, Ptl: 294,14 Hiệu suất 81% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 222-224 oC SKLM: Rf = 0,4 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3089 (N–H); 1675 (C=O); 1589 (C=N); 798 (C-Cl) N’-(3’,4’-dichlorobenzyliden)isonicotinohydrazid (1f) C13H9Cl2N3O, Ptl: 294,14 Hiệu suất 83% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 246-248 oC SKLM: Rf = 0,3 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,3 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3178 (N–H); 1680 (C=O); 1590 (C=N); 813 (C-Cl) N’-(2’-chloro-6’-fluorobenzyliden)isonicotinohydrazid (1g) C13H9ClFN3O, Ptl: 277,68 Hiệu suất 90% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 226-228 oC SKLM: Rf = 0,3 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroform-methanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3099, 2760 (N–H), 1676 (C=O), 1591 (C=N), 1390 (C-F), 781 (C-Cl) N’-(4’-fluorobenzyliden)isonicotinohydrazid (1h) C13H10FN3O, Ptl: 243,24 Hiệu suất 93% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 195-197 oC SKLM: Rf = 0,5 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3469, 3182 (N–H), 1656 (C=O), 1598 (C=N), 1300 (C-F) N’-(4’-methoxybenzyliden)isonicotinohydrazid (1i) C14H13N3O2, Ptl: 255,27 Hiệu suất 90% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 163-165 oC SKLM: Rf = 0,2 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,3 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3439 (N–H), 3046 (C–H,–OMe) 1652 (C=O); 1596 (C=N) Chuyên Đề Dƣợc Nghiên cứu Y học N’-(3’,4’,5’trimethoxybenzyliden)isonicotinohydrazid (1j) C16H17N3O4, Ptl: 315,32 Hiệu suất 86% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 220-222 oC SKLM: Rf = 0,3 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3494 (N–H); 2943 (C–H,–OMe); 1676 (C=O); 1576 (C=N) Nhận xét chung, phản ứng tổng hợp Nacyl hydrazon giai đoạn dễ thực Thời gian phản ứng tương đối nhanh (1-3 giờ) cho hiệu suất cao (80-93%) Các sản phẩm trung gian 1a-1j thu có giá trị nhiệt độ nóng chảy phổ IR phù hợp với tài liệu công bố.(2),(8),(13) Dựa kết kết luận sơ sản phẩm trung gian có cấu trúc phù hợp để tiến hành phản ứng đóng vòng 1,3,4oxadiazol giai đoạn Tổng hợp dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) 2-phenyl-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4-oxadiazol (2a) C13H9N3O, Ptl: 223,23 Hiệu suất 22% Tinh thể màu vàng nhạt Điểm chảy: 137-139 oC SKLM: Rf = 0,7 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,7 (cloroform-methanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 1606 (C=N); 1549 (C=C); 1448 (C-O-C) 1HNMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,87 (d, J = 3,5 Hz, 2H, H-pyridin), 8,18-8,16 (m, 2H, HAr), 8,07 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,6 Hz, 2H, Hpyridin), 7,69-7,64 (m, 3H, H-Ar) MS (APCI): [M+H]+ dự kiến: 224,23; [M+H]+ tìm thấy: m/z = 224,48 (base peak) 2-(3’-nitrophenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4-oxadiazol (2b) C13H8N4O3, Ptl: 268,23 Hiệu suất 29% Tinh thể màu trắng Điểm chảy: 214-216 oC SKLM: Rf = 0,5 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,8 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 1605 (C=N); 1567 (C=C); 1413 (C-O-C); 1354 (NO2) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,89-8,87 (m, 3H, 2H-pyridin, 1H-Ar), 8,60 (d, J = 7,5 Hz, 1H, HAr), 8,20 (d, J = 8,0 Hz, 1H, H-Ar), 8,14 (d, J = 6,0 Hz, 2H, H-pyridin), 7.98-7,95 (m, 1H, H-Ar) MS 489 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 (APCI): [M+H]+ dự kiến: 269,23; [M+H]+ tìm thấy: m/z = 269,41 (base peak) 2-(4’-nitrophenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4-oxadiazol (2c) C13H8N4O3, Ptl: 268,23 Hiệu suất 26% Tinh thể màu trắng Điểm chảy: 220-222 oC SKLM: Rf = 0,6 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,6 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 1605 (C=N), 1551 (C=C), 1409 (C-O-C), 1338 (NO2) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,89-8,87 (m, 3H, 2H-pyridin, 1H-Ar), 8,60 (d, J = 7,5 Hz, 1H, HAr), 8,20 (d, J = 8,0 Hz, 1H, H-Ar), 8,14 (d, J = 6,0 Hz, 2H, H-pyridin), 7.98-7,95 (m, 1H, H-Ar) MS (APCI): [M+H]+ dự kiến: 269,23; [M+H]+ tìm thấy: m/z = 269,45 (base peak) 2-(2’-chlorophenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4-oxadiazol (2d) C13H8ClN3O, Ptl: 257,68 Hiệu suất 27% Chất rắn màu vàng nhạt Điểm chảy: 131-133 oC SKLM: Rf = 0,6 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,7 (cloroform-methanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 1596 (C=N), 1570 (C=C), 1443 (C-O-C), 825 (C-Cl) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,88 (d, J = 4,5 Hz, 2H, H-pyridin), 8,17 (dd, J= 7,5 Hz, J = 1,5 Hz, 1H, H-Ar), 8,04 (dd, J = 6,0 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, H-pyridin), 7,77 (d, J = 6,0 Hz, 1H, H-Ar), 7,717,68 (m, 1H, H-Ar), 7,64-7,61 (m, 1H, H-Ar) MS (APCI):[M(35Cl) +H]+ dự kiến: 258,04, [M(35Cl) +H]+ tìm thấy: 257,93 (28%); [M(37Cl)]+ dự kiến: 259,03, [M(37Cl)]+ tìm thấy: m/z = 259,26 (base peak) 2-(2’,4’-dichlorophenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4oxadiazol (2e) C13H7Cl2N3O, Ptl: 292,12 Hiệu suất 30% Chất rắn màu vàng nhạt Điểm chảy: 145-147 oC SKLM: Rf = 0,6 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,7 (cloroform-methanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 1594 (C=N), 1537 (C=C), 1450 (C-O-C), 824 (C-Cl) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,88 (d, J = 6,0 Hz, 2H, H-pyridin), 8,21 (d, J = 8,5 Hz, 1H, HAr), 8,05 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, Hpyridin), 7,97 (d, J = 2,0 Hz, H-Ar), 7,73 (dd, J = 490 8,5 Hz, J = 2,0 Hz, H-Ar) MS (APCI): [M(35Cl×2)]+ dự kiến: 291,00, tìm thấy: 291,05 (base peak); [M(35Cl37 Cl)]+ dự kiến: 292,99, tìm thấy: 292,88 (15%); [M(37Cl×2) – H]– dự kiến: 294,00, tìm thấy: m/z = 294,12 (45%) 2-(3’,4’-dichlorophenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4oxadiazol (2f) C13H7Cl2N3O, Ptl: 292,12 Hiệu suất 21% Chất rắn màu vàng nhạt Điểm chảy: 146-148 oC SKLM: Rf = 0,7 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,6 (cloroform-methanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 1605 (C=N), 1537 (C=C), 1413 (C-O-C), 825 (C-Cl) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,88 (d, J = Hz, 2H, H-pyridin), 8,42 (d, J = Hz, 1H, HAr), 8,15 (dd, J = 8,5 Hz, J = 2Hz, 1H, H-Ar), 8,12 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, H-pyridin), 7,95 (d, J = 8,5 Hz, 1H, H-Ar) MS (APCI): [M(35Cl×2)]+ dự kiến: 291,00; tìm thấy: m/z = 290,99 (base peak); [M(35Cl37Cl)]+ dự kiến: 292,99; tìm thấy: m/z = 292,76 (12%); [M(37Cl×2)–H]– dự kiến: 294,00; tìm thấy: m/z = 294,09 (49%); [M(37Cl×2)+H]+ dự kiến: 295,99, tìm thấy: m/z = 295,36 (5%) 2-(2’-chloro-6’-fluorophenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4oxadiazol (2g) C13H7ClFN3O, Ptl: 257,67 Hiệu suất 25% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 138-140 oC SKLM: Rf = 0,7 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,7 (cloroform-methanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 1610 (C=N); 1539 (C=C); 1412 (C-O-C); 1256 (C-F); 828 (C-Cl) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,87 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, Hpyridin), 8,02 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, Hpyridin), 7,83-7.78 (m, 1H, H-Ar), 7,67 (dd, J = 8,0 Hz, J = 2,0 Hz, 1H, H-Ar), 7,60-7,57 (m, 1H, HAr) MS (ESI): [M35Cl+Na]+ dự kiến: 298,0262; tìm thấy: m/z = 298,0157 (base peak) 2-(4’-fluorophenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4oxadiazol (2h) C13H8FN3O, Ptl: 241,22 Hiệu suất 21% Chất rắn m|u v|ng Điểm chảy: 140-142 oC SKLM: Rf = 0,7 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,6 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 1605 (C=N); Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 1538 (C=C); 1411 (C-O-C); 1224 (C-F) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,87 (d, J= 6,0 Hz, 2H, H-pyridin), 8,25–8,22 (m, 2H, H-Ar), 8,07 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, H-pyridin), 7,537,49 (m, 2H, H-Ar) MS (APCI): [M+H]+ dự kiến: 242,22; tìm thấy: m/z = 242,54 (base peak) 2-(4’-methoxyphenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4oxadiazol (2i) C14H11N3O2, Ptl: 253,26 Hiệu suất 27% Chất rắn màu trắng Điểm chảy: 190-192 oC SKLM: Rf = 0,7 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,8 (cloroformmethanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 3041 (C-H, OMe); 1615(C=N); 1538(C=C); 1415(C-O-C) 1HNMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,85 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, H-pyridin), 8,12-8,10 (m, 2H, H-Ar), 8,05 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, Hpyridin), 7,20-7,19 (m, 2H, H-Ar), 3,88 (s, 3H, OMe) MS (APCI): [M+H]+ dự kiến: 254,26; tìm thấy: m/z = 254,26 (base peak) 2-(3’,4’,5’-trimethoxyphenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4oxadiazol (2j) C16H15N3O4, Ptl: 313,31 Hiệu suất 28% Chất rắn m|u v|ng Điểm chảy: 130-132 oC SKLM: Rf = 0,7 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,7 (cloroform- Nghiên cứu Y học methanol, 9,5:0,5) IR (ATR, ν cm-1): 2947 (C-H, OMe); 1590 (C=N); 1547 (C=C); 1416 (C-O-C) 1HNMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,87 (d, J = Hz, 2H, H-pyridin), 8,11 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,5 Hz, 2H, H-pyridin), 7,44 (s, 2H, H-Ar), 3,94 (s, 6H, × OMe), 3,78 (s, 3H, OMe) MS (ESI): [M+Na]+ dự kiến: 336,3080; tìm thấy: 336,0920 (base peak) Trong giai đoạn 2, phản ứng đóng vòng c{c N-acyl hydrazon (1a-1j) tạo dẫn chất 1,3,4oxadiazol (2a-2j) thực tác dụng chất oxy hóa Cloramin B Nhìn chung phản ứng xảy không cần gia nhiệt Sau khoảng 2-4 sản phẩm tạo thành khơng vết ngun liệu Tuy nhiên sản phẩm thu với hiệu suất thấp (20-30%) giải thích phản ứng phụ xảy phân hủy phần nguyên liệu ban đầu N-acyl hydrazon Trong 10 dẫn chất 1,3,4-oxadiazol thu được, chất (2f, 2g, 2h) chất chưa công bố (theo tra cứu tr n sở liệu Scifinder Reaxys ngày 18/10/2017) chất lại có kết phân tích cấu trúc phù hợp với tài liệu tổng hợp hóa học.(1,3,4,7) Bảng 1: Hoạt tính kháng khuẩn dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) Hợp chất DMSO 2a 2b 2c 2d 2e 2f 2g 2h 2i 2j Gentamicin Streptococcus faecalis ATC 29212 – >1024 >1024 >1024 128 – – 256 >1024 – >1024 Nồng độ ức chế tối thiểu – MIC (g/ml) Vi khuẩn Gram (+) Vi khuẩn Gram (-) Staphylococcus Pseudomonas Staphylococcus aureus Escherichia coli aureus aeruginosa ATCC 43300 MRSA ATCC 25922 ATCC 29213 MSSA ATCC 27853 – – – – – 1024 512 – – – – – – – >1024 – 256 128 – – 512 256 – – – – – – – >1024 – – >1024 >1024 256 – – – – – >1024 >1024 >1024 – 0,5 0,5 Ghi chú: ký hiệu (–) có nghĩa l| chất khơng có hoạt tính kháng khuẩn khảo s{t sơ Chuyên Đề Dƣợc 491 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 Kết khảo sát hoạt tính kháng khuẩn BÀN LUẬN Hoạt tính khảng khuẩn 10 dẫn chất 1,3,4oxadiazol khảo sát chủng vi khuẩn thử nghiệm Các chủng vi khuẩn lựa chọn chủng gây bệnh thường gặp gồm chủng vi khuẩn gram (+) chủng vi khuẩn gram (–) Kết trình bày bảng Liên quan cấu trúc hoạt tính Dựa bảng 1, kết khảo sát DMSO (mẫu chứng âm) gentamicin (mẫu chứng dương) giúp khẳng định độ tin cậy kết v| đảm bảo độ nhạy vi khuẩn thử nghiệm Nhìn chung, dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) có hoạt tính kháng khuẩn mức trung bình có hoạt tính nghiêng nhóm vi khuẩn gram (+) Tồn 10 chất khảo s{t khơng có hoạt tính ức chế vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa Đ}y l| chủng vi khuẩn có khả kh{ng thuốc cao Hai dẫn chất 2f 2i hồn tồn khơng có hoạt tính kháng khuẩn Tuy nhiên dẫn chất lại (2a-2e, 2g-2j) thể hoạt tính kháng khuẩn với c{c đặc điểm mức độ khác phân tích chi tiết phần sau Các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol thiết kế nhằm mục đích đ{nh gi{ thay đổi nhóm tr n vòng thơm v| hoạt tính kháng khuẩn Khi vòng thơm khơng mang nhóm (2a) nhóm nhỏ F (2h), hoạt tính kháng khuẩn nghiêng vi khuẩn gram âm (E coli) Ngoài ra, nhóm nitro (2b, 2c) methoxy (2i, 2j) tr n vòng thơm có ảnh hưởng khơng đ{ng kể đến hoạt tính kháng khuẩn Ngược lại, halogen vòng thơm đem lại thay đổi thú vị hoạt tính dẫn chất Khi Cl vị trí ortho (2d), hoạt tính kháng khuẩn tăng l n Tuy nhi n hoạt tính khơng tỉ lệ thuận với số nhóm Cl, tăng l n nhóm Cl hoạt tính giảm (2e) khơng (2f) Từ kết cho thấy nguyên tử Cl vị trí ortho vòng thơm l| quan trọng cho hoạt tính kháng khuẩn khung cấu trúc n|y Đặc biệt hoạt tính ức chế thể MRSA chủng vi khuẩn đề kháng methicilin Ngoài ra, nhận định thể qua hoạt tính tốt dẫn chất (2g) mang nhóm Cl F vị trí ortho Hình 1: Cấu trúc dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) KẾT LUẬN Nhằm góp phần tìm kiếm khung cấu trúc có hoạt tính kháng khuẩn, đề t|i tổng hợp 10 dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a2j) phản ứng oxy hóa đóng vòng qua chất trung gian N-acyl hydrazon (1a-1j) Cấu trúc chất tổng hợp x{c định c{c phương ph{p IR, 1H-NMR, MS Kết hợp với SKLM nhiệt độ nóng chảy cho thấy chất có độ tinh khiết đạt yêu cầu cho thử 492 nghiệm sinh học Khảo sát chủng vi khuẩn gây bệnh thường gặp cho thấy dẫn chất 1,3,4-oxadiazol có hoạt tính kháng khuẩn trung bình Ngồi ra, phân tích liên quan cấu trúc hoạt tính cho thấy vai trò nhóm Cl vị trí ortho vòng thơm có ảnh hưởng tốt đến hoạt tính kháng khuẩn Các kết sử dụng nhằm mục đích thiết kế thêm dẫn chất nhằm cải thiện tác dụng kháng khuẩn Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 Lời cám ơn: Nghiên cứu n|y thực tài trợ Quỹ nghiên cứu khoa học - Đại học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh d|nh cho đề tài cấp sở mã số đăng ký 195-17 TÀI LIỆU THAM KHẢO Gilani SJ, Khan SA, and Siddiqui N (2010) Synthesis and pharmacological evaluation of condensed heterocyclic 6substituted 1,2,4-triazolo-[3,4-b]-1,3,4-thiadiazole and 1,3,4oxadiazole derivatives of isoniazid Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 20(16): p 4762-4765 Hearn MJ, Cynamon MH, Chen MF, Coppins R, Davis J, Kang HJO, Noble A, Tu-Sekine B, Terrot MS, and Trombino D (2009) Preparation and antitubercular activities in vitro and in vivo of novel Schiff bases of isoniazid European Journal of Medicinal Chemistry, 44(10): p 4169-4178 Maheshwari R, Chawla P, and Saraf SA (2011) Comparison between antioxidant activity of 2, 5-disubstituted 1,3,4oxadiazoles containing heteroaromatic ring and aromatic ring at position Medicinal Chemistry Research, 20(9): p 1650-1655 Navarrete-Vázquez G, Marı G, Duarte-Fajardo ZV, VargasVillarreal J, Estrada-Soto S, González-Salazar F, HernándezNúñez E, and Said-Fernández S (2007) Synthesis and antimycobacterial activity of 4-(5-substituted-1,3,4-oxadiazol2-yl) pyridines Bioorganic & Medicinal Chemistry, 15(16): p 5502-5508 Nguyễn Thị Sơn (2012) Tổng hợp tính chất số acetamidoral-1,3,4-oxadiazol-2-thiol, Luận án Tiến sĩ hóa học, Đại học quốc gia Hà Nội, 148 trang Oliveira CS, Lira BF, Barbosa-Filho JM, LorenzoJGF, de Athayde-Filho PF (2012) Synthetic approaches and Pharmacological activity of 1,3,4-Oxadiazoles: A review of the literature from 2000–2012 Molecules, 17, pp.10192-10231 Chuyên Đề Dƣợc 10 11 12 13 Nghiên cứu Y học Revanasiddappa B and Subrahmanyam E (2009) Synthesis of Some 1, 3, 4-Oxadiazole Derivatives as Potential Biological Agents International Journal of Chemical Sciences, 7(4) Siddiqui SM, Salahuddin A, and Azam A (2012) Synthesis, characterization and antiamoebic activity of some hydrazone and azole derivatives bearing pyridyl moiety as a promising heterocyclic scaffold European Journal of Medicinal Chemistry, 49: p 411-416 Trương Ngọc Tuyền, Phạm Cảnh Em, Nguyễn Thị Phương Nhung (2016) “Tổng hợp số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol-2amin 1,3,4-thidiazol-2-amin”, Tạp chí dược học, số 484, tr 3538 WHO (2014) Antimicrobial resistance: global report on surveillance 2014 WHO (2017) Global priority list of antibiotic-resistant bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics Wikler MA (2008) Performance standards for antimicrobial susceptibility testing: eighteenth informational supplement, Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) Zafar H, Hayat M, Saied S, Khan M, Salar U, Malik R, Choudhary MI, and Khan KM (2017) Xanthine oxidase inhibitory activity of nicotino/isonicotinohydrazides: A systematic approach from in vitro, in silico to in vivo studies Bioorganic & Medicinal Chemistry, 25(8): p 2351-2371 Ngày nhận báo: 18/10/2017 Ngày phản biện nhận xét báo: 01/11/2017 Ng|y b|i b{o đăng: 15/03/2018 493 ... pháp khảo sát hoạt tính kháng khuẩn Hoạt tính kháng khuẩn dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) khảo sát KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Kết phần tổng hợp hóa học chủng vi khuẩn gây bệnh thường gặp Tổng hợp chất. .. hoạt tính kháng vi sinh vật m| đặc biệt tác dụng kháng khuẩn tốt(1,3-5,9) Trong phạm vi đề tài này, số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol vòng thơm dị vòng thơm kh{c tổng hợp khảo s{t sơ hoạt tính kháng khuẩn. .. nghĩa l| chất khơng có hoạt tính kháng khuẩn khảo s{t sơ Chuyên Đề Dƣợc 491 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số * 2018 Kết khảo sát hoạt tính kháng khuẩn BÀN LUẬN Hoạt tính