BEN ROETTHEA TỔNG hợp và THỬ HOẠT TÍNH SINH học một số dẫn CHẤT SULFONAMID mới của 2 (4 CLOROPHENYL)BENZIMIDAZOL

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - BEN ROETTHEA TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID MỚI CỦA 2-(4CLOROPHENYL)BENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2019 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - BEN ROETTHEA MÃ SINH VIÊN: 1401522 TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪNCHẤT SULFONAMID MỚI CỦA 2-(4CLOROPHENYL)BENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hải ThS Nguyễn Thị Thúy Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI - 2019 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 “ Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất sulfonamid 2-(4-clorophenyl)benzimidazol” Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Văn Hải TS 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 Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Nguyễn Thị Thúy, ln quan tâm sát có hướng dẫn quan trọng suốt trình làm nghiên cứu môn Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tồn thể thầy cô giáo dạy dỗ suốt năm học vừa qua Cũng xin cảm ơn tới gia đình, người bạn, người anh chị em, bên cạnh, quan tâm, giúp đỡ động viên học tập sống Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh Viên BEN ROETTHEA 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 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐẶT VẤN ĐỀ .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung khung benzimidazol 1.1.1 Cấu trúc hóa học .2 1.1.2 Tính chất hóa học 1.1.3 Một số tác dụng sinh học dẫn chất benzimidazol 1.2 Khái quát chung thuốc kháng sinh nhóm sulfonamid 1.2.1 Cấu tạo chung nhóm sulfonamid .6 1.2.2 Một số tác dụng sinh học sulfonamid 1.3 Các phương pháp tổng hợp 1.3.1 Phương pháp tổng hợp nhân benzimidazol 1.3.2 Phương pháp tổng hợp sulfonamid .11 1.4 Lựa chọn hướng tổng hợp thử tác dụng cho đề tài 13 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Nguyên liệu , thiết bị 14 2.2 Nội dung nghiên cứu 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu 18 2.3.1 Tổng hợp hoá học 18 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp 18 2.3.3 Xác định cấu trúc chất tổng hợp .18 2.3.4 Thử tác dụng sinh học dẫn chất tổng hợp .19 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23 3.1 Tổng hợp hóa học 23 3.1.2 Tổng hợp 2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol (I) .24 3.1.3 Tổng hợp 2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonyl clorid (II) 24 3.1.4 Tổng hợp N-phenyl-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IIa) 25 3.1.5 Tổng hợp N-(4-hydroxyphenyl)-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIb) .26 3.1.6 Tổng hợp N-(2,4- diclorophenyl)-2- (4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol5-sulfonamid (IIc) 27 3.1.7 Tổng hợp N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-2-(4-clorophenyl)-1Hbenzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IId) 28 3.1.8 Tổng hợp N-(2-ethylphenyl)-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIe) 28 3.2 Xác định cấu trúc chất tổng hợp 29 3.3 Đánh giá hoạt tính sinh học 34 3.3.1 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 34 3.3.2 Thử tác dụng gây độc tế bào 35 3.4 BÀN LUẬN 35 3.4.1 Về tổng hợp hóa học .35 3.4.2 Về xác định cấu trúc .38 3.4.3 Về thử hoạt tính sinh học 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………………………………………………………………………… 43 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu, viết tắt Chú thích ADN Acid 2’-deoxynucleic AR Analytical Reagent CSA acid clorosulfonic CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DMF Dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxid EtOAc Ethylacetat EtOH Ethanol g Gam GI50 Nồng độ ức chế 50% phát triển (Growth inhibition of 50%) GP Phần trăm tăng trưởng (Growth percent) H Hiệu suất h Giờ IC50 Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Half maximal inhibitory concentration) IPA Isopropyl alcol KLPT Khối lượng phân tử m/z Tỷ số khối lượng diện tích ion MeOH Methanol MIC Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory concentration) MS Phổ khối (Mass spectrometry) NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance) 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-benzo[d]imidazol Hình 1.2 Các thuốc mang khung 1H-benzo[d]imidazol Hình 1.3 Một số tác dụng dẫn chất benzimidazol Hình 1.4 Cơng thức chất theo nghiên cứu Panneer Selvam .4 Hình 1.5 Cơng thức chất 3a, 3b Hình 1.6 Cơng thức albendazol mebendazol Hình 1.7 Cơng thức chất theo nghiên cứu Seref Demirayak cộng Hình 1.8 Cơng thức cấu tạo chung dẫn chất p-aminobenzensulfonamid DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Phản ứng ngưng tụ o-phenylendiamin dẫn chất Sơ đồ 1.2.Tổng hợp 2-arylbenzimidazol cơng nghệ vi sóng Sơ đồ 1.3 Phản ứng với nitronil theo nghiên cứu Leonard cộng Sơ đồ 1.4 o-phenylendiamin đóng vòng với aldehyd thơm Sơ đồ 1.5 Cơ chế phản ứng ngưng tụ đóng vòng 2-aryl benzimidazol xúc tác natri metabisulfit 10 Sơ đồ 1.6 Phản ứng ngưng tụ o-phenylendiamin với aldehyd, xúc tác FeCl3/Al2O3 .11 Sơ đồ 1.7 Tổng hợp 2-phenylbenzimidazol xúc tác natri bisulfit .11 Sơ đồ 1.8 Tổng hợp 2-arylbenzimidazol sử dụng xúc tác natri dodecyl sulfat 11 Sơ đồ 1.9 Sơ đồ phản ứng 2-(4-clorophenyl)benzimidazol với acid clorosulfuric 12 Sơ đồ 1.10 Phản ứng N-acyl hoá 12 Sơ đồ 1.11 Sơ đồ phản ứng sulfonamid hóa 13 Sơ đồ 3.1 Tổng hợp số dẫn chất sulfonamid 2-(4-clorophenyl)-1Hbenzo[d]imidazol ………………………………………………….…………… .24 Sơ đồ 3.2 Tổng hợp 2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol (I) 24 Sơ đồ 3 Tổng hợp 2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonyl clorid (II).25 Sơ đồ 3.4 Tổng hợp N-phenyl-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IIa) .25 Sơ đồ 3.5 Tổng hợp N-(4-hydroxyphenyl)-2-(4-clorophenyl)-1H- benzo[d]imidazol5-sulfonamid (IIb) 26 Sơ đồ 3.6 Tổng hợp N-(2,4- diclorophenyl)-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol5-sulfonamid (IIc) 27 Sơ đồ 3.7 Tổng hợp N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-2-(4-clorophenyl)-1Hbenzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IId) 28 Sơ đồ Tổng hợp N-(2-ethylphenyl)-2-(4-clorophenyl)-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIe) .29 Sơ đồ 3.9 Cơ chế phản ứng ngưng tụ o-phenylendiamin với p-clorobenzaldehyd .36 Sơ đồ 3.10 Cơ chế phản ứng clorosulfo hoá nhân thơm 37 Sơ đồ 3.11 Cơ chế phản ứng sulfonamid hoá 38 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số thuốc dẫn xuất sulfonamid .6 Bảng 1.2 Kết tổng hợp số dẫn chất 2-arylbenzimidazol 10 Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hố chất 14 Bảng 2.2 Danh mục thiết bị, dụng cụ 15 Bảng 2.3 Công thức chất dự kiến tổng hợp 17 Bảng 3.1 Kết phân tích cấu trúc IIa 30 Bảng 3.2 Kết phân tích cấu trúc IIb 30 Bảng 3.3 Kết phân tích cấu trúc IIc 31 Bảng 3.4 Kết phân tích cấu trúc IId 32 Bảng 3.5 Kết phân tích cấu trúc IIe 33 Bảng 3.6 Kết thử nghiệm khả kháng số 34 Bảng 3.7 Tỷ lệ phần trăm ức chế tế bào ung thư HELA dẫn chất 35 Bảng 4.1 So sánh đỉnh hấp thụ đặc trưng phổ IR dẫn chất phổ hồng ngoại IR 39 Bảng 4.2 So sánh vị trí carbon phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 sản phẩm 41 ĐẶT VẤN ĐỀ Sức khỏe vấn đề trọng quốc gia Việc sử dụng trực tiếp sản phẩm tự nhiên để chữa trị có từ lâu đạt nhiều thành tựu, đường tìm kiếm thuốc phương pháp tổng hợp cần thiết mô hình bệnh tật ngày phức tạp Việc nghiên cứu tìm thuốc kết kết hợp nhiều ngành khoa học bào chế, hóa dược, vi sinh, dược lâm sàng…, tổng hợp hóa dược đóng vai trò quan trọng Ngày nay, thuốc có nguồn gốc tổng hợp hóa dược ngày giữ vị trí quan trọng cơng tác chăm sóc sức khỏe Xu hướng nghiên cứu phát triển thuốc thường dựa vào cấu trúc chất dùng làm thuốc có triển vọng sinh học để tìm hoạt chất ứng dụng điều trị lâm sàng 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 Bên cạnh đó, sulfonamid chứng minh có nhiều tác dụng sinh học như: kháng khuẩn, nấm, tác dụng lợi tiểu, hạ đường huyết, giảm đau Kết từ nhóm nghiền cứu gần mơn tổng hợp dẫn chất sulfomamid mang khung benzimidazol cho thấy, gắn amin thơm vào nhóm sulfonyl chất tổng hợp có hoạt tính kháng khẩn tốt [1] Liệu gắn vào nhóm sulonyl amin thơm khác, chất có biểu hoạt tính tốt khơng? Để góp phần làm phong phú thêm nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học nhóm dẫn chất quan trọng này, chúng tơi thực đề tài: “ Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất sulfonamid 2-(4-clorophenyl) benzimidazol ” với mục tiêu sau: - Tổng hợp dẫn chất sulfonamid 2-(4-clorophenyl)benzimidazol - Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm gây độc tế bào ung thư chất tổng hợp Phụ lục IId.3: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) IId Phụ lục IId.4: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-NMR) IId Phụ lục IId.4: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-NMR) IId Phụ lục IIe.1: Phổ hồng ngoại (IR) IIe Inten.(x10,000, 000) 412 25 75 50 453 30 25 00 75 50 25 00 100 200 300 400 500 600 700 800 900 m/z Phụ lục IIe.2: Phổ khối lượng IIe (ESI-MS positive) Inten.(x10,000,000) 2.75 2.50 2.25 2.00 1.75 1.50 410.10 1.25 1.00 0.75 0.50 473.10 0.25 0.00 100 200 300 400 500 600 700 Phụ lục IIe.2: Phổ khối lượng IIe (ESI-MS negative) 800 900 m/z Phụ lục IIe.3: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) IIe Phụ lục IIe.3: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) IIe Phụ lục IIe.4: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-NMR) IIe Phụ lục IIe.4: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-NMR) IIe Phụ lục 2: Kết thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn, nấm Phụ lục 2: Kết thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn, nấm ( tiếp) Phụ lục 2: Kết thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn, nấm (tiếp) Phụ lục 2: Kết thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư HELA Phụ lục 2: Kết thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư HELA (tiếp) Phụ lục 2: Kết thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào ung thư HELA (tiếp) ... sinh học nhóm dẫn chất quan trọng này, thực đề tài: “ Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất sulfonamid 2-(4-clorophenyl) benzimidazol ” với mục tiêu sau: - Tổng hợp dẫn chất sulfonamid 2-(4 -clorophenyl)benzimidazol. ..BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - BEN ROETTHEA MÃ SINH VIÊN: 1401522 TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪNCHẤT SULFONAMID MỚI CỦA 2-( 4CLOROPHENYL)BENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN... 18 2.3.1 Tổng hợp hoá học 18 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp 18 2.3.3 Xác định cấu trúc chất tổng hợp .18 2.3.4 Thử tác dụng sinh học dẫn chất tổng hợp .19