Tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của một số dẫn chất thiazolopyridin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  HUỲNH VĂN THỐNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT THIAZOLOPYRIDIN LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  HUỲNH VĂN THỐNG TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT THIAZOLOPYRIDIN Ngành: Công nghệ dược phẩm Bào chế thuốc Mã số: 8720202 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRƯƠNG PHƯƠNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Huỳnh Văn Thống Luận văn Thạc sĩ dược học – Niên khóa: 2017 – 2019 TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT THIAZOLOPYRIDIN Huỳnh Văn Thống Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Trương Phương Mở đầu: Thiazolopyridin nhóm hợp chất dị vịng quan trọng nhiều hoạt chất có tác dụng sinh học Nhiều nghiên cứu cho thấy dẫn chất thiazolopyridin có hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm tốt, đặc biệt Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella species Aspergillus niger, Candida albicans hoạt tính độc tế bào tốt Do đó, nghiên cứu tổng hợp dẫn chất có hoạt tính kháng khuẩn dẫn chất kháng ung thư cần thiết Trong nghiên cứu này, thực đề tài “Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất Thiazolopyridin” Mục tiêu nghiên cứu: Các dẫn chất tổng hợp 2-hydrazinylthiazolopyridin ngưng tụ với aldehyd qua giai đoạn đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm hoạt tính độc tế bào để tìm dẫn chất cho hoạt tính tốt Đối tượng – Phương pháp nghiên cứu: Tương tự vịng benzothiazol, dị vịng thiazolopyridin tổng hợp với nhiều phương pháp khác phản ứng đóng vịng Hugerchoff với tác nhân brom hay phản ứng Jacobsen với tác nhân K3[Fe(CN)6] Trong nghiên cứu này, tổng hợp dẫn chất 2-hydrazinylthiazolopyridin phản ứng đóng vịng thiazolopyridin dimethyl sulfoxid với tác nhân natri methoxid Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm dẫn chất tổng hợp phương pháp pha loãng thạch hoạt tính độc tế bào phương pháp MTT Kết quả: Mười ba dẫn chất 2-hydrazinylthiazolo[5,4-b]pyridin bốn dẫn chất trung gian tổng hợp Tất dẫn chất tổng hợp điều chất xác định tính chất điểm chảy, sắc ký lớp mỏng, xác định cấu trúc UV, IR, 1H-NMR, 13 C-NMR MS Đánh giá hoạt tính sinh học cho thấy dẫn chất tổng hợp cho hoạt tính tốt chống lại chủng vi khuẩn thử nghiệm Đặc biệt, SP1 SP6 cho hoạt kháng khuẩn cao E coli, MSSA MRSA với MIC < µg/mL Hoạt tính độc tế bào, có dẫn chất có hoạt tính tốt HepG2 dẫn chất có hoạt tính tốt MDA, đáng ý GD4G (IC50: 17,33 µM HepG2; 10,8 µM MDA) với hoạt tính tương đương Paclitaxel dòng tế bào SP6 mạnh Paclitaxel MDA (6,13 µM) Kết luận: Chúng tơi tổng hợp số dẫn chất 2-hydrazinylthiazolopyridin kết hoạt tính cho thấy số dẫn chất tổng hợp có hoạt tính kháng khuẩn tốt chống lại chủng vi khuẩn khác hoạt tính độc tế bào tốt Do đó, chúng tơi đề nghị tổng hợp dẫn chất 2-hydrazinylthiazolopyridin khác với thay aminopyridin, aldehyd, ceton, acid, khảo sát sàng lọc để tìm chất có hoạt tính sinh học cao Thesis for Master’s degree in pharmacy – Academic year: 2017 – 2019 SYNTHESIS AND TESTING OF BIOLOGICAL ACTIVITIES OF SOME THIAZOLOPYRIDIN DERIVATIVES Huynh Van Thong Supervisor: Assoc Prof PhD Truong Phuong Introduction: Thiazolopyridine is an important group of the heterocyclic compound in many active ingredients, which have biological effects A lot of researches have demonstrated that thiazolopyridine derivatives have good antibacterial and antifungal activitives, especially on Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella species and Aspergillus niger, Candida albicans and cytotoxic activity Therefore, research and synthesis new classes of antimicrobial agents as well as anticancer agents are essential In the present study, we decide to assay “Synthesis and testing of biological activities of some Thiazolopyridine derivatives” Objectives: Synthesizing 2-hydrazinylthiazolopyridine derivatives were concentrated with aldehydes through stages, and tested antimicrobial, antifungal and cytotoxic activities to find derivatives for good activity Materials and methods: Similar benzothiazole ring, thiazolopyridine heterocycle can be synthesized with various methods such as Hugerchoff's cyclization reaction with bromine agent or Jacobsen reaction with K3[Fe(CN)6] agent In this research, we synthesized 2hydrazinylthiazolopyridine derivatives by thiazolopyridine cyclization reaction in dimethyl sufoxide with sodium methoxide agent The evaluation of the synthesized compounds for antibacterial, antifungal activities were carried out by using agar diffusion method and cytotoxic activity by MTT method Result and discussion: Thirteen 2-hydrazinylthiazolo[5,4-b]pyridine derivatives and four intermediate derivatives were obtained All of the newly synthesized compounds were characterized by melting point, thin layer chromatography, structural elucidation by UV, IR, H-NMR, 13C-NMR and MS Tests on biological activity showed that of the synthesized derivatives were good effective against all of studied bacterial strains Especially, SP1 and SP6 showed high antibacterial effect against the E coli, MSSA and MRSA with MIC < µg/mL Cytotoxic activity, there are derivatives that have good activity on HepG2 and derivatives that have good activity on MDA, of which there is noticeably GD4G (IC50: 17,33 µM on HepG2; 10,8 µM on MDA) with activity equivalent to Paclitaxel in both cell lines and SP6 is stronger than Paclitaxel on MDA (6,13 µM) Conclusion: We have discovered some new 2-hydrazinylthiazolopyridine derivatives and preliminary bioassay results showed that some of these synthesized derivatives displayed good antibacterial activities against various bacterial species and cytotoxic activity Therefore, we propose syntheses some 2-hydrazinylthiazolopyridine derivatives with the other substituents on aminopyridines and aldehydes, cetones, acides nucleus, survey and screen to obtain high effect on biological activities MỤC LỤC Trang MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC PHỤ LỤC vii ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU .3 1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ THIAZOLOPYRIDIN VÀ DẪN CHẤT 1.1.1 Cấu trúc tên gọi .3 1.1.2 Tác dụng sinh học dẫn chất thiazolopyridin 1.1.3 Tổng quan phương pháp tổng hợp thiazolopyridin 1.2 ĐẠI CƯƠNG VỀ KHÁNG SINH 14 1.2.1 Định nghĩa kháng sinh .14 1.2.2 Cơ chế tác dụng 14 1.2.3 Đề kháng kháng sinh 15 1.2.4 Sự phát triển kháng sinh 16 1.3 ĐẠI CƯƠNG VỀ UNG THƯ .16 1.3.1 Khái niệm ung thư 16 1.3.2 Nguyên nhân gây ung thư 17 1.3.3 Tình hình ảnh hưởng ung thư .17 1.3.4 Điều trị ung thư 18 1.4 XÁC ĐỊNH ĐỘ TINH KHIẾT VÀ CẤU TRÚC .18 1.4.1 Phương pháp vật lý 19 1.4.2 Phương pháp sắc ký 19 1.4.3 Phương pháp phổ .19 1.5 XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC CHẤT TỔNG HỢP .20 1.5.1 Xác định hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm 20 1.5.2 Xác định hoạt tính độc tế bào 22 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .25 2.2 NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ 25 2.2.1 Nguyên liệu .25 2.2.2 Dụng cụ trang thiết bị 27 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 2.3.1 Phương pháp tổng hợp 28 2.3.2 Phương pháp kiểm tra độ tinh khiết xác định cấu trúc 32 2.3.3 Phương pháp khảo sát hoạt tính sinh học chất tổng hợp 34 2.4 AN TOÀN LAO ĐỘNG .37 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .38 3.1 KẾT QUẢ 38 3.1.1 Tổng hợp hóa học 38 3.1.2 Thử hoạt tính sinh học .64 3.2 BÀN LUẬN 71 3.2.1 Tổng hợp 71 3.2.2 Xác định cấu trúc .77 3.2.3 Tác dụng sinh học 87 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 89 4.1 KẾT LUẬN 89 4.1.1 Tổng hợp 89 4.1.2 Xác định cấu trúc .90 4.1.3 Hoạt tính sinh học 90 4.2 ĐỀ NGHỊ .91 TÀI LIỆU THAM KHẢO .93 i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt λmax Wavelength of maximum absorbance Bước sóng hấp thu cực đại IR Infrared Hồng ngoại UV Ultraviolet Tử ngoại Proton Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ proton H – NMR 13 C – NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ carbon Ar Arene Nhân thơm DMSO Dimethyl sulfoxide Dimethyl sulfoxid EtOH Ethanol Ethanol MeOH Methanol Methanol SDA Sabouraud Dextrose Agar Sabouraud Dextrose Agar TSA Tryptycase Soy Agar Tryptycase Soy Agar TSB Tryptycase Soy Broth Tryptycase Soy Broth MIC Minimum Inhibitory Concentration Nồng độ ức chế tối thiểu (ppm) Chemical shift (ppm) Độ dời hóa học MS Mass spectrum Phổ khối (cm-1) Elastic vibration (cm-1) Dao động co dãn (cm-1) Bending vibration (cm-1) Dao động biến dạng MRSA Methicillin-resistant Tụ cầu vàng kháng Staphylococcus aureus Methicillin Method of tetrazolium dye Phương pháp nhuộm MTT màu tetrazolium DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1 Một số đỉnh hấp thu đặc trưng phổ IR 32 Bảng 3.1 Kết sắc ký lớp mỏng sản phẩm GD1 40 Bảng 3.2 Kết phổ hồng ngoại sản phẩm GD1 40 Bảng 3.3 Kết phổ 1H – NMR sản phẩm GD1 40 Bảng 3.4 Kết phổ 13C – NMR sản phẩm GD1 41 Bảng 3.5 Kết sắc ký lớp mỏng sản phẩm GD2 43 Bảng 3.6 Kết phổ hồng ngoại sản phẩm GD2 44 Bảng 3.7 Kết phổ 1H – NMR sản phẩm GD2 44 Bảng 3.8 Kết phổ 13C – NMR sản phẩm GD2 44 Bảng 3.9 Kết sắc ký lớp mỏng sản phẩm GD3 47 Bảng 3.10 Kết phổ hồng ngoại sản phẩm GD3 47 Bảng 3.11 Kết phổ 1H – NMR sản phẩm GD3 48 Bảng 3.12 Kết phổ 13C – NMR sản phẩm GD3 48 Bảng 3.13 Kết sắc ký lớp mỏng sản phẩm GD4 50 Bảng 3.14 Kết phổ hồng ngoại sản phẩm GD4 50 Bảng 3.15 Kết phổ 1H – NMR sản phẩm GD4 51 Bảng 3.16 Kết phổ 13C – NMR sản phẩm GD4 51 Bảng 3.17 Kết sắc ký lớp mỏng sản phẩm GD4A 53 Bảng 3.18 Kết phổ hồng ngoại sản phẩm GD4A 54 Bảng 3.19 Kết phổ 1H – NMR sản phẩm GD4A 54 Bảng 3.20 Kết phổ 13C – NMR sản phẩm GD4A 54 Bảng 3.21 Các dẫn chất 2-hydrazinylthiazolopyridin ký hiệu sản phẩm 55 Bảng 3.22 Định tính khả kháng khuẩn, kháng nấm 64 Bảng 3.23 MIC chất thử nghiệm (µg/mL) 65 Bảng 3.24 Kết % ức chế tăng trưởng HepG2 MDA dẫn chất thử nồng độ 12,5 – 25 – 50 – 100 µM kết IC50 tương ứng tính tốn 66 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-159 Đồ thị biểu diễn tỷ lê ức chê tăng trưởng tê bao ung thư biểu mô gan người HepG2 theo nồng độ mẫu gd1 gd2 100,00 y = 0,0079x2 - 0,2195x + 8,1985 R² = 0,994 50,00 60,00 50,00 20,00 0,00 50 100,00 40,00 0,00 GD4G 100 150 y = -0,0054x2 + 1,1729x - 10,206 R² = 0,907 50 100 GD4H 150 + 1,4038x + 28,342 0,00 y = -0,0089x 0R² = 0,987450 100 SP1 80,00 SP3 60,00 60,00 150 80,00 60,00 40,00 40,00 40,00 y = -0,0086x2 + 1,3168x + 8,9129 20,00 R² = 0,9071 0,00 50 100 20,00 0,00 150 20,00 y = 0,0042x2 - 0,3642x + 46,477 R² = 0,9795 50 sp6 100 150 paclitaxel 80,00 150,00 60,00 100,00 40,00 50,00 20,00 0,00 y = -0,0058x2 + 1,1605x + 12,07 R² = 0,9257 100 50 0,00 150 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn y = -0,1166x2 + 8,1078x - 30,307 R² = 0,9734 20 40 60 y 0,00 = 0,0008x2 + 0,1591x + 35,977 R² = 0,9794 50 100 150 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-160 PHỤ LỤC 20: BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-161 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-162 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-163 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-164 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-165 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-166 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-167 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-168 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-169 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-170 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-171 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-172 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh PL-173 Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn ... chọn đề tài: ? ?Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất thiazolopyridin? ?? nhằm mục đích nghiên cứu tổng hợp dẫn chất chứa nhân thiazolopyridin có hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn hoạt tính độc tế... albicans hoạt tính độc tế bào tốt Do đó, nghiên cứu tổng hợp dẫn chất có hoạt tính kháng khuẩn dẫn chất kháng ung thư cần thiết Trong nghiên cứu này, thực đề tài ? ?Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn. .. Thạc sĩ dược học – Niên khóa: 2017 – 2019 TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT THIAZOLOPYRIDIN Huỳnh Văn Thống Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Trương Phương Mở đầu: Thiazolopyridin