tổng hợp và thử hoạt tính sinh học một số dẫn chất sulfonamid mới của 2 phenylbenzimidazol

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - BÙI TIẾN LỘC TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID MỚI CỦA 2-PHENYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2019 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - BÙI TIẾN LỘC MÃ SINH VIÊN: 1401383 TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID MỚI CỦA 2-PHENYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Giang DS Nguyễn Thị Thúy Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2019 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian làm việc môn Công Nghiệp Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội, với bảo sát thầy cô giáo, giúp đỡ nhiệt tình bạn bè, người thân tinh thần nghiêm túc, kiên trì tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp “Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất sulfonamid 2phenylbenzimidazol” Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Văn Giang, người thầy trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt cho nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý giá, động viên, giúp đỡ vượt qua khó khăn q trình hồn thành khóa luận Cảm ơn DS Nguyễn Thị Thúy nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Văn Hải, PGS TS Nguyễn Đình Luyện cho tơi hội thực khóa luận mơn Chân thành cảm ơn Ben Roetthea, Yen Ratanak làm việc, nghiên cứu vượt qua vấn đề gặp phải suốt thời gian qua Bên cạnh đó, tơi xin cảm ơn anh chị, bạn bè làm khóa luận Tổ Tổng hợp Hóa Dược, Bộ môn Công Nghiệp Dược làm việc, động viên, giúp đỡ nhau, tiếp cho thêm niềm vui động lực để đến cuối chặng đường Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến gia đình, người thân bạn bè tơi, người ủng hộ, dõi theo tôi, chỗ dựa vững để học tập nghiên cứu Do kiến thức thân cịn nhiều giới hạn, khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý thầy cơ, bạn bè để khóa luận hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên Bùi Tiến Lộc 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 VỀ BENZIMIDAZOL .2 1.1.1 Cấu trúc hóa học 1.1.2 Tính chất lý hóa 1.1.3 Tổng quan tác dụng sinh học dẫn chất benzimidazol 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP NHÂN 2-ARYL-1HBENZO[D]IMIDAZOL 10 1.2.1 Đóng vịng tạo nhân 2-aryl-1H-benzo[d]imidazol từ o-phenylendiamin dẫn chất o-phenylendiamin phản ứng với acid carboxylic 10 1.2.2 Đóng vịng tạo nhân 2-aryl-1H-benzo[d]imidazol từ o-phenylendiamin phản ứng với anhydrid acid 11 1.2.3 Đóng vịng tạo nhân 2-aryl-1H-benzo[d]imidazol từ o-phenylendiamin phản ứng với aldehyd 11 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC SULFONAMID 14 1.3.1 Phản ứng clorosulfo hoá 14 1.3.2 Phản ứng sulfonamid hóa 14 1.4 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DẪN CHẤT SULFONAMID CHỨA CÁC DỊ VÒNG 15 1.5 LỰA CHỌN HƯỚNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CHO ĐỀ TÀI .16 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .18 2.1 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ .18 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .20 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.3.1 Tổng hợp hoá học kiểm tra độ tinh khiết 21 2.3.2 Xác định cấu trúc 21 2.3.3 Thử hoạt tính sinh học 22 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 25 3.1 TỔNG HỢP HOÁ HỌC 25 3.1.1 Tổng hợp 2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol (I) 25 3.1.2 Tổng hợp 2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonyl clorid (II) 25 3.1.3 Tổng hợp N-phenyl-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IIIa) 26 3.1.4 Tổng hợp N-(2-ethylphenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IIIb) 27 3.1.5 Tổng hợp N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIIc) 28 3.1.6 Tổng hợp N-(3,4-diclorophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIId) 29 3.1.7 Tổng hợp N-(4-hydroxyphenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIIe) 30 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC 31 3.3 THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC .36 3.3.1 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 36 3.3.2 Thử tác dụng gây độc tế bào 37 3.4 BÀN LUẬN 37 3.4.1 Về tổng hợp hóa học 37 3.4.2 Về xác định cấu trúc 40 3.4.3 Về thử hoạt tính sinh học 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu, viết tắt Chú thích AR Hóa chất tiêu chuẩn phân tích (Analytical Reagent) CSA Acid clorosulfonic CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DMF Dimethylformamid EtOH Ethanol GI50 Nồng độ ức chế 50% tăng sinh tế bào (Growth inhibition of 50% of cells concentration) H IC50 Hiệu suất Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Half maximal inhibitory concentration) IPA Isopropanol KLPT Khối lượng phân tử 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) OD Mật độ quang (Optical density) PL Phụ lục Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng STT Số thứ tự tonc Nhiệt độ nóng chảy VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Giá trị MIC (μmol/mL) thể hoạt tính kháng khuẩn hợp chất 1a1j Bảng 1.2 Giá trị MIC (μmol/mL) thể hoạt tính kháng nấm hợp chất 1a-1j Bảng 1.3 Các dẫn chất 2-(trifluoromethyl)-1H-Benzimidazol Bảng 1.4 Kết tổng hợp số dẫn chất 2-arylbenzimidazol 13 Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất .18 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị .19 Bảng 3.1 Kết phân tích cấu trúc IIIa .32 Bảng 3.2 Kết phân tích cấu trúc IIIb .33 Bảng 3.3 Kết phân tích cấu trúc IIIc 34 Bảng 3.4 Kết phân tích cấu trúc IIId .35 Bảng 3.5 Kết phân tích cấu trúc IIIe 36 Bảng 3.6 Kết thử nghiệm khả kháng số chủng vi sinh vật kiểm định 36 Bảng 3.7 Tỷ lệ phần trăm ức chế tế bào ung thư HELA dẫn chất 37 Bảng 3.8 So sánh đỉnh hấp thụ đặc trưng dẫn chất phổ hồng ngoại IR .40 Bảng 3.9 So sánh vị trí carbon phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 sản phẩm 42 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc vịng 1H-benzo[d]imidazol .2 Hình 1.2 Các dẫn chất benzimidazol tổng hợp Hosamani cộng .3 Hình 1.3 So sánh hoạt tính kháng khuẩn hợp chất 1h (trái - 100μg) với chuẩn Streptomycin (phải - 10μg) Hình 1.4 So sánh hoạt tính kháng nấm 1h (trái - 100μg) với chuẩn Nystatin (phải – 100 unit) Hình 1.5 Chất có hoạt tính kháng khuẩn mạnh tổng hợp G Hakan cộng Hình 1.6 Hợp chất 2-(p-fluorophenyl)-5-nitro-1-propylbenzimidazol tổng hợp Ayhan Kilchigil cộng .6 Hình 1.7 Các dẫn chất có khả ức chế tế bào ung thư tổng hợp RomeroCastro cộng Hình 1.8 Dẫn chất 2-(4-methoxyphenyl)-5-nitro-1H-benzimidazol tổng hợp Emine cộng Hình 1.9 Cơng thức cấu tạo số dẫn chất 4-methoxyphenyl-1H-benzimidazol .8 Hình 1.10 Các dẫn chất 2-phenylbenzimidazol tổng hợp Michele Tonelli cộng .8 Hình 1.11 Công thức chung dẫn chất 2-(trifluoromethyl)-1H-benzimidazol Hình 1.12 Dẫn chất phenyl benzimidazol 4a -4d 10 Hình 1.13 Sự ngưng tụ o-phenylendiamin với acid carboxylic .10 Hình 1.14 4-cloro-o-phenylenediamin ngưng tụ với acid 2-amino benzoic 11 Hình 1.15 Sơ đồ tổng hợp acid 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic 11 Hình 1.16 Sơ đồ phản ứng o-phenylendiamin đóng vịng với aldehyd thơm .12 Hình 1.17 Tổng hợp dẫn chất 4-(benzimidazol-2-yl)phenol 13 Hình 1.18 Phản ứng ngưng tụ o-phenylendiamin với aldehyd, xúc tác FeCl3/Al2O3 .14 Hình 1.19 Sơ đồ phản ứng 2-phenylbenzimidazol với acid clorosulfonic 14 Hình 1.20 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất sulfonamid theo Ahmed Kamal .15 Hình 1.21 Cấu trúc hợp chất 5a 5b có hoạt tính kháng khuẩn tốt tổng hợp M N Nassir cộng 15 Hình 1.22 Cấu trúc chất 6a, 6b 6c có tác dụng kháng khuẩn tổng hợp M O Puskullu cộng 16 Hình 1.23 Cấu trúc chất 7a, 7b, 7c có tác dụng chống viêm chống oxi hóa tốt tổng hợp S Ritaka 16 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất sulfonamid benzimidazol 20 Hình 3.1 Sơ đồ tổng hợp 2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol (I) .25 Hình 3.2 Sơ đồ tổng hợp 2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonyl clorid (II) 26 Hình 3.3 Sơ đồ tổng hợp N-phenyl-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5-sulfonamid (IIIa) 26 Hình 3.4 Sơ đồ tổng hợp N-(2-ethylphenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIIb) 27 Hình 3.5 Sơ đồ tổng hợp N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol5-sulfonamid (IIIc) 28 Hình 3.6 Sơ đồ tổng hợp N-(3,4-diclorophenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIId) 29 Hình 3.7 Sơ đồ tổng hợp N-(4-hydroxyphenyl)-2-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-5sulfonamid (IIIe) 30 Hình 3.8 Cơ chế phản ứng ngưng tụ o-phenylendiamin với benzaldehyd 38 Hình 3.9 Cơ chế phản ứng clorosulfo hoá nhân thơm 38 Hình 3.10 Cơ chế phản ứng sulfonamid hóa 39 Phụ lục IIId.3: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) IIId Phụ lục IIId.4: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-NMR) IIId Phụ lục IIId.4: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-NMR) IIId Phụ lục IIIe.1: Phổ hồng ngoại (IR) IIIe Inten.(x10,000,000) 1.75 366.20 1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 407.20 0.00 200 250 300 350 400 450 m/z Phụ lục IIIe.2: Phổ khối lượng IIIe (ESI-MS positive) Inten.(x1, 000,000) 462 10 364 15 0 200 250 300 350 400 450 m/z Phụ lục IIIe.2: Phổ khối lượng IIIe (ESI-MS negative) Phụ lục IIIe.3: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) IIIe Phụ lục IIIe.3: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) IIIe Phụ lục IIIe.4: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-NMR) IIIe Phụ lục IIIe.4: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (13C-NMR) IIIe Phụ lục IV.1: Kết thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm IIIa-IIIe Phụ lục IV.1: Kết thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm IIIa-IIIe ( tiếp) Phụ lục IV.1: Kết thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm IIIa-IIIe (tiếp) Phụ lục IV.2: Kết thử hoạt gây độc tế bào ung thư HELA IIIa-IIIe Phụ lục IV.2: Kết thử hoạt gây độc tế bào ung thư HELA IIIa-IIIe (tiếp) Phụ lục IV.2: Kết thử hoạt gây độc tế bào ung thư HELA IIIa-IIIe (tiếp) ... benzimidazol, thực đề tài ? ?Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất sulfonamid 2- phenylbenzimidazol? ?? với mục tiêu chính: Tổng hợp số dẫn chất sulfonamid 2- phenylbenzimidazol Thử tác dụng kháng khuẩn,... 21 2. 3 .2 Xác định cấu trúc 21 2. 3.3 Thử hoạt tính sinh học 22 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 25 3.1 TỔNG HỢP HOÁ HỌC 25 3.1.1 Tổng hợp 2- phenyl-1H-benzo[d]imidazol...BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - BÙI TIẾN LỘC MÃ SINH VIÊN: 1401383 TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT SULFONAMID MỚI CỦA 2- PHENYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN