Luận văn nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất của acid 3 (benzimidazol 2 yl)propanoic​

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI ĐOÀN NGUYỄN THÀNH ĐẠT NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA ACID 3-(BENZIMIDAZOL-2-YL)PROPANOIC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI-2013 BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI ĐOÀN NGUYỄN THÀNH ĐẠT NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA ACID 3-(BENZIMIDAZOL-2-YL)PROPANOIC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ Ngƣời hƣớng dẫn: PGS TS DS u n n u n u n T ị T an Phúc Nơi thực hiện: Bộ môn Côn n Trườn HÀ NỘI-2013 i p Dược ại ọc Dược Hà ội LỜI CẢM ƠN Trước hết tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS TS u n n u n, người trực tiếp hướng dẫn, cho lời khuyên quý báu, tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Công Nghiệp Dược, đặc biệt DS Nguyễn Văn Giang, DS Phạm Thị Hiền, DS Nguyễn Thị Thanh Phúc CN Phan Tiến Thành Tổ môn Tổng hợp Hóa dược nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Trong q trình thực khóa luận tơi nhận giúp đỡ thầy cô trường Đại học Dược Hà Nội, cán Phòng Phân tích phổ- Viện Hóa họcViện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, Phịng Phân tích hữu cơ- Viện Hợp chất thiên nhiên- Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam thư viện Trường Đại học Dược Hà Nôi, xin chân thành cảm ơn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ bạn bè, người ln động viên, khích lệ sống học tập Hà Nội, Ngày 21 tháng năm 2013 Sinh viên Đoàn Nguyễn Thành Đạt MỤC LỤC Trang Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………………… CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung benzimidazol dẫn chất…………………………… 1.2 Tổng quan tác dụng sinh học benzimidazol 1.2.1 Tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn 1.2.2 Tác dụng sinh học khác…………………………………………………… 1.3 Xác định hƣớng đề tài nghiên cứu………………………………………… 14 CHƢƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………………………………………………………… 15 2.1 Nguyên liệu thiết bị……………………………………………………… 15 2.1.1 Ngun liệu, dung mơi, hóa chất………………………………………… 15 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ …………………………………………………………… 16 2.2 Nội dung nghiên cứu………………………………………………………… 17 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……………………………………… 20 3.1 Tổng hợp hóa học…………………………………………………………… 20 3.1.1 Tổng hợp acid 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic (1) 21 3.1.2 Tổng hợp ethyl 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat (2a)………………………… 22 3.1.3 Tổng hợp methyl 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat (2b)……………………… 22 3.1.4 Tổng hợp 3-(benzimidazol-2-yl)propanhydrazid (3a-1)……………………… 23 3.1.5 Tổng hợp ethyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2-yl)propanoat (3a-2)………………………………………………………………………………………… 24 3.1.6 Tổng hợp ethyl 3-(1-benzyl-benzimidazol-2-yl)propanoat (3a-3)…………… 25 3.1.7 Tổng hợp methyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2-yl)propanoat (3b-1)………………………………………………………………………………………… 26 3.2 Kiểm tra độ tinh khiết dẫn chất tổng hợp đƣợc………………… 27 3.3 Xác định cấu trúc chất tổng hợp đƣợc …………………………… 29 3.3.1 Kết phân tích phổ chất trung gian (1, 2a, 2b) 29 3.3.2 Kết phân tích phổ chất sản phẩm (3a-1, 3a-2, 3a-3, 3b-1)……… 32 3.4 Thử tác dụng sinh học……………………………………………………… 35 3.4.1 Thử hoạt tính kháng khuẩn………………………………………………… 35 3.4.2 Thử hoạt tính kháng nấm…………………………………………………… 38 CHƢƠNG BÀN LUẬN……………………………………………………… 41 4.1 Về tổng hợp hóa học………………………………………………………… 41 4.2 Vế tác dụng sinh học………………………………………………………… 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………………… 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H nuclear magnetic resonance) AcOH Acid acetic BuOH n-Butanol CTCT Công thức cấu tạo DMF N,N-dimethylformamid EC50 Nồng độ tác dụng 50% (half maximal effective concentration) ECA Ethylcloroacetat EtOH Ethanol g Gam h Giờ HEPG2 Dòng tế bào ung thư gan người (human hepatocellular liver carcinoma cell line) IC50 Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (half maximal inhibitory concentration) IR Phổ hồng ngoại (infrared) MeOH Methanol MIC Nồng độ ức chế tối thiểu (minimum inhibitory concentration) MS Phổ khối (mass spectroscopy) MT Môi trường PC12 Dòng tế bào pheochromocytoma thượng thận chuột (rat adrenal pheochromocytoma cell line) Rf Hệ số lưu giữ (retension of factor) t0nc Nhiệt độ nóng chảy TLC Sắc kí lớp mỏng (thin layer chromatography) VSV Vi sinh vật ν Dao động hóa trị DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 MIC (μg/ml) chất nghiên cứu T Z Taher Bảng 1.2 Các dẫn chất 1H-benzimidazolcarboxamidin Bảng 1.3 IC50 (mM) hợp chất dòng tế bào HEPG2 PC12 10 Bảng 1.4 Hoạt động chống động kinh chuột DBA/2 13 Bảng 2.1 Danh mục ngun liệu, dung mơi hóa chất 15 Bảng 2.2 Danh mục thiết bị, máy móc 16 Bảng 2.3 Công thức chất tổng hợp 17 Bảng 3.1 Kết tổng hợp hóa học 27 Bảng 3.2 TLC chất trung gian 1, 2a, 2b 28 Bảng 3.3 TLC chất sản phẩm 3a-1, 3a-2, 3a-3, 3b-1 28 Bảng 3.4 Rf t0nc chất tổng hợp 29 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ hồng ngoại 1, 2a, 2b 30 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ khối lượng 1, 2a, 2b 30 Bảng 3.7 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H 1, 2a, 2b 31 Bảng 3.8 Kết phân tích phổ hồng ngoại 3a-1, 3a-2, 3a-3, 3b-1 32 Bảng 3.9 Kết phân tích phổ khối lượng 3a-1, 3a-2, 3a-3, 3b-1 32 Bảng 3.10 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 3a-1, 3a-2, 3a-3, 3b-1 33 Bảng 3.11 Kết thử tác dụng kháng khuẩn 38 Bảng 3.12 Kết thử tác dụng kháng nấm 40 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 5,6-dimethyl-1-( -D-ribofiranosyl)benzimidazol Hình 1.2 Cấu trúc vịng benzimidazol Hình 1.3 Hiện tượng hỗ biến benzimidazol Hình 1.4 Một số dẫn chất benzimidazol sử dung điều trị Hình 1.5 Các chất benzimidazol-hydrazid tổng hợp Hình 1.6 Công thức cấu tạo N1-alkyl-2-aryl-5(6)-R-1H-benzimidazol nghiên cứu Hakan Goeker Hình 1.7 Cơng thức cấu tạo chất nghiên cứu T Z Taher Hình 1.8 Dẫn chất 3-(2-methylbenzimidazol-1-yl)propanhydrazid Hình 1.9 Các dẫn chất nghiên cứu Z M Nofal 10 Hình 1.10 Dẫn chất 2-methylaminobenzimidazol tổng hợp K Achar 12 Hình 1.11 1H-pyrrolo[1,2-a]benzimidazol-1-on tổng hợp A Chimirri 13 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp chung Sơ đồ 3.2 Tổng hợp acid 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic (1) từ o- 20 phenylendiamin 21 Sơ đồ 3.3 Tổng hợp ester ethyl 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat (2a) 22 Sơ đồ 3.4 Tổng hợp ester methyl 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat (2b) 22 Sơ đồ 3.5 Tổng hợp 3-(benzimidazol-2-yl)propanhydrazid (3a-1) 23 Sơ đồ 3.6 Tổng hợp ethyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2yl)propanoat (3a-2) 24 Sơ đồ 3.7 Tổng hợp ethyl 3-(1-benzyl-benzimidazol-2-yl)propanoat (3a-3) 25 Sơ đồ 3.8 Tổng hợp methyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2yl)propanoat (3b-1) 26 Sơ đồ 4.1 Phản ứng đóng vịng benzimidazol 41 Sơ đồ 4.2 Phản ứng trùng hợp 41 Sơ đồ 4.3 Phản ứng ester hóa xúc tác H+ 42 Sơ đồ 4.4 Phản ứng tổng hợp ester xúc tác SOCl2 42 Sơ đồ 4.5 Phản ứng alkyl hóa 42 Sơ đồ 4.6 Phản ứng tạo amoni bậc 43 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 ln cần thiết mà mơ 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 trị quan trọng Ngày nay, thuốc có nguồn gốc tổng hợp hóa học 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 hợp chất dị vịng có tác dụng sinh học đa dạng như: kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư, chống co giật, giảm đau, chống viêm, hạ huyết áp… Để góp phần làm phong phú thêm nghiên cứu tổng hợp tác dụng sinh học dẫn chất benzimidazol, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất acid 3(benzimidazol-2-yl)propanoic” với mục tiêu sau: Tổng hợp số dẫn chất ester 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat với nhóm khác vị trí N1 tổng hợp hydrazid Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm hydrazid số dẫn chất ester 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat tổng hợp Phụ lục 14: Phổ khối lượng MS chất 3b-1 Phụ lục 15: Phổ 1H-NMR chất Phụ lục 16: Phổ 1H-NMR chất (mở rộng) Phụ lục 17: Phổ 1H-NMR chất 2a Phụ lục 18: Phổ 1H-NMR chất 2a (mở rộng) Phụ lục 19: Phổ 1H-NMR chất 2b Phụ lục 20: Phổ 1H-NMR chất 2b (mở rộng) Phụ lục 21: Phổ 1H-NMR chất 3a-1 Phụ lục 22: Phổ 1H-NMR chất 3a-1 (mở rộng) Phụ lục 23: Phổ 1H-NMR chất 3a-2 Phụ lục 24: Phổ 1H-NMR chất 3a-2 (mở rộng) Phụ lục 25: Phổ 1H-NMR chất 3a-3 Phụ lục 26: Phổ 1H-NMR chất 3a-3 (mở rộng) Phụ lục 27: Phổ 1H-NMR chất 3b-1 Phụ lục 28: Phổ 1H-NMR chất 3b-1 (mở rộng) ... cứng 18 24 ,1 17,9 19 52, 7 27 ,4 21 23 , 9 17,0 22 104 79,0 23 46,4 31 ,7 24 63, 8 54,4 Cis -25 63, 8 56,9 Trans -25 39 ,1 25 ,6 Cis -26 80 ,3 63, 8 Trans -26 43, 2 29,1 27 29 ,2 27,0 28 18 ,2 9 ,26 29 27 ,2 18,5... tổng hợp hóa học 27 Bảng 3. 2 TLC chất trung gian 1, 2a, 2b 28 Bảng 3. 3 TLC chất sản phẩm 3a-1, 3a -2, 3a -3, 3b-1 28 Bảng 3. 4 Rf t0nc chất tổng hợp 29 Bảng 3. 5 Kết phân tích phổ hồng ngoại 1, 2a,... từ o- 20 phenylendiamin 21 Sơ đồ 3. 3 Tổng hợp ester ethyl 3- (benzimidazol- 2- yl)propanoat (2a) 22 Sơ đồ 3. 4 Tổng hợp ester methyl 3- (benzimidazol- 2- yl)propanoat (2b) 22 Sơ đồ 3. 5 Tổng hợp 3- (benzimidazol- 2- yl)propanhydrazid