Kết quả định tính khả năng kháng khuẩn và kháng nấm của các sản phẩm tổng hợp cho thấy hầu hết các sản phẩm đều không có hoạt tính kháng lại những chủng vi nấm thử nghiệm.
Việc thiết kế nghiên cứu tổng hợp các chất của đề tài dựa trên lý thuyết “lai ghép” của hóa học cổ điển, theo đó việc kết hợp 2 nhóm dẫn chất khác nhau vào cùng một cấu trúc được kỳ vọng sẽ cho tác dụng cộng hợp tác dụng của cả 2 nhóm chất. Trong nghiên cứu này chúng tôi hy vọng kết hợp được khả năng kháng vi khuẩn của nhân thiazolidin với khả năng kháng vi nấm của acid salicylic và các dẫn chất. Tuy nhiên kết quả thu được các chất đều không có khả năng kháng nấm. Với kết quả này có thể nhận thấy trên thực tế việc tạo tổ hợp lai ghép giữa 2 nhóm chất không phải lúc nào cũng thu được kết quả như mong đợi. Tuy không cho tác dụng kháng nấm nhưng tác dụng trên vi khuẩn của một số chất khá tốt.
Các sản phẩm – trừ 3-salicylamidothiazolidin-2,4-dion và các dẫn chất không có hoạt tính kháng khuẩn. Các chất còn lại có phổ kháng khuẩn chủ yếu tập trung vào các vi khuẩn Gr(+) gồm Streptococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus
aureus ATCC 29213, Staphylococcus aureus đề kháng meticillin (MRSA) ATCC
43300.
Các dẫn chất 3-(5-bromosalicylamido)rhodanin và 3-(5-nitrosalicylamido)- rhodanin có tính kháng khuẩn yếu với MIC từ 128 μg/ml trở lên với tất cả các chủng vi khuẩn thử nghiệm.
Khả năng kháng lại một chủng vi khuẩn của các chất đang nghiên cứu đối với một chủng vi khuẩn được phản ánh qua giá trị MIC, theo đó các chất có MIC ≤ 16 μg/ml được coi là có khả năng kháng khuẩn tốt và có thể ứng dụng làm kháng sinh.
Qua khảo sát nhận thấy các sản phẩm (4d); (6a) và (11) cho MIC là 16 μg/ml và sản phẩm (9) cho MIC khá thấp: 8 μg/ml với chủng Streptococcus faecalis.
Thử nghiệm trên chủng Staphylococcus aureus cho thấy các sản phẩm (4b); (4c);
(6a) và (9) có MIC là 16 μg/ml, riêng hai sản phẩm (10) và (11) có MIC là 4 μg/ml.
Với chủng MRSA các sản phẩm (4b); (9) có nồng độ MIC là 16 μg/ml. Các sản phẩm (4d), (11) và (12) cho MIC là 8 μg/ml và đặc biệt sản phẩm (10) có MIC là 4 μg/ml.
Kết quả cho thấy các chất trên có nhiều triển vọng phát triển thành kháng sinh mới trong tương lai, đặc biệt với sản phẩm (10) có thể kháng mạnh MRSA – đây là chủng vi khuẩn đang gây lo ngại vì đã đề kháng khá nhiều kháng sinh.
Khi xét về mối liên quan giữa cấu trúc và tác dụng có thể nhận thấy việc đưa oxy vào công thức làm giảm rõ rệt khả năng kháng vi khuẩn của các sản phẩm. Ngược lại khi tăng số nhóm lưu huỳnh lên đã tạo ra các chất có tính kháng vi
khuẩn mạnh, minh chứng qua khả năng kháng khuẩn của các dẫn chất của 3- salicylamido-4-mercaptothiazol-2(3H)-thion mạnh hơn so với khả năng kháng khuẩn của các rhodanin tương ứng.
Tương tự như với lưu huỳnh, khi đưa thêm các nhóm clo vào công thức cũng làm tăng khả năng kháng khuẩn của dẫn chất lên nhiều lần so với nguyên liệu.
Ngược lại việc đưa thêm nhóm nitro vào nhân thơm thường làm giảm khả năng kháng khuẩn.
Hiện tượng này được giải thích dựa trên nền tảng lý thuyết về receptor và sự tương tác giữa thuốc với receptor của tế bào vi khuẩn – một trong những lý thuyết cơ bản của khoa học thế kỷ 20. Lý thuyết này được phát triển từ nhà khoa học Paul Ehrlich (1854-1915). Theo đó receptor là: “những phần nhỏ nằm rải rác trên màng tế bào hoặc trong tế bào và là nơi mà các phân tử hoặc phức chất (như các thuốc) tương tác vào”. Trong quá trình nhuộm tế bào để nghiên cứu, Ehrlich đã đưa ra nhận định: tương tác giữa các phẩm nhuộm với các tế bào là tương tác hóa học và qua đó giải thích khả năng tác động của thuốc đối với tế bào [86].
Ngày nay, dựa trên nền tảng về tương tác hoá học giữa các chất với receptor của tế bào có thể giải thích được tác dụng của thuốc dựa vào mối liên quan giữa cấu trúc thuốc và tác dụng. Với các chất tổng hợp được từ nghiên cứu có thể nhận thấy nhóm 3-salicylamido-4-mercaptothiazol-2(3H)-thion có tác dụng kháng khuẩn mạnh trong khi nhóm 3-salicylamidothiazolidin-2,4-dion không có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm có thể giải thích tình trạng này dựa vào việc xét khả năng liên kết của 2 nhóm dẫn chất trên với tế bào vi khuẩn. Nhóm 3- salicylamido-4-mercaptothiazol-2(3H)-thion có 2 lưu huỳnh trong công thức, các lưu huỳnh liên kết với receptor trong tế bào vi khuẩn chủ yếu bằng liên kết cộng hóa trị, với mật độ điện tử cao các lưu huỳnh tạo liên kết cộng hóa trị chặt chẽ với các receptor trong tế bào vi khuẩn, do đó cho tác dụng mạnh hơn, hiệu quả và
lâu dài hơn trong việc ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Ngược lại nhóm chất 3- salicylamidothiazolidin-2,4-dion trong công thức chỉ có 2 nhóm carbonyl liên kết giữa các oxy trong nhóm carbonyl với các receptor thường là liên kết hydro, liên kết này kém bền hơn so với liên kết hóa trị của lưu huỳnh, vì thế khi thay lưu huỳnh bằng oxy đã làm giảm đáng kể khả năng kháng lại các vi sinh vật. Đều này cũng giải thích cho việc các dẫn chất của rhodanin thường có tác dụng kháng vi khuẩn hoặc kháng lại các khối u.
Khi đưa các nhóm fluor, clor vào công thức cũng làm tăng tác dụng kháng vi khuẩn lên như các dẫn chất 3-(5-clorosalicylamido)rhodanin đóng góp nhiều chất có hoạt tính mạnh trên các chủng vi khuẩn Gr(+), bao gồm các chất 5-(2- furfuryliden)-3-(5-clorosalicylamido)rhodanin (4b), 5-(2-clor-benzyliden)-3-(5- clorosalicylamido)rhodanin (4c) và 5-(4-clorobenzyliden)-3-(5-clorosalicyl- amido)rhodanin (4d), trong khi đó cũng thuộc nhóm 3-(5-clorosalicylamido- rhodanin các sản phẩm 4e, 4f, 4g là nhóm dẫn chất 5-nitrobenzyliden-3-(5- clorosalicylamido)rhodanin cũng cho hoạt tính kháng khuẩn khá nhưng MIC vẫn cao hơn nhóm 5-clorobenzyliden do nhóm nitro có mật độ điện tử thấp hơn so với clor. Trong các dẫn chất của 3-salicylamido-4-mercaptothiazol-2(3H)-thion cũng
cho kết quả tương tự khi sản phẩm 13 là 3-(5-nitrosalicylamido-4-
mercaptothiazol-2(3H)-thion có nhóm thế nitro trên nhân thơm của acid salicylic cũng có tác dụng kháng vi khuẩn khá tuy nhiên so với các dẫn chất halogeno cùng loại thì MIC của dẫn chất nitro vẫn cao hơn, khả năng ức chế vi khuẩn yếu hơn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Từ các kết quả nghiên cứu đã trình bày, chúng tôi rút ra kết luận
1.1. Tổng hợp
Đã tổng hợp thành công 45 chất, trong đó gồm:
Năm chất thuộc nhóm 3-salicylamidorhodanin (3a – 3e). Chín dẫn chất của 3-(5-clorosalicylamido)rhodanin (4 – 4h). Sáu chất thuộc nhóm 3-(5-bromosalicylamido)rhodanin (5 – 5e). Sáu chất nhóm 3-(5-iodosalicylamido)rhodanin (6 – 6e).
Mười chất nhóm 3-(5-nitrosalicylamido)rhodanin (7 – 7i). Bốn chất nhóm 3-salicylamidothiazolidin-2,4-dion (8 – 8c).
Năm chất nhóm 3-salicylamido-4-mercaptothiazol-2(3H)-thion (9 – 13). Tất cả 45 chất này đều là những chất mới.
Qua nghiên cứu đã xác định được các điều kiện để ổn định quá trình đóng vòng thiazolidin.
Dung môi và tác nhân cho phản ứng chuyển thiazolidin thành thiazolidindion cũng được xác định phù hợp với điều kiện nghiên cứu và đảm bảo tính ổn định cho phản ứng oxy hóa.
Với quá trình thion hóa, tìm được điều kiện thích hợp cho phản ứng trong đó có việc tự tổng hợp tác nhân P2S5 và cách sử dụng tác nhân P2S5 để tạo các 3- salicylamido-4-mercaptothiazol-2(3H)-thion.
1.2. Xác định cấu trúc
Do tất cả đều là những chất mới được tổng hợp đầu nên để tiến hành việc xác định cấu trúc chúng tôi dựa vào nhiều phương pháp khác nhau.
Xác định nhiệt độ nóng chảy, phổ UV, và tiến hành sắc ký lớp mỏng, triển khai với ba hệ dung môi khác nhau và có chấm đối chiếu với nguyên liệu chính. Việc khảo sát phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR, cho thấy số lượng và vị trí của hydro và carbon trên các phổ đồ phù hợp với các cấu trúc dự kiến. Các sản phẩm đều tinh khiết khi trên phổ đồ NMR không thấy đỉnh lạ của các tạp chất lẫn vào.
Bằng phương pháp ESI, phổ MS cho thấy có các mũi ion phân tử phù hợp với phân tử lượng dự kiến của các chất tổng hợp được.
Dựa trên kết quả của các phương pháp đo phổ đã thực hiện có thể kết luận các sản phẩm tổng hợp được có cấu trúc giống như dự kiến và các sản phẩm này đều được tinh chế tinh khiết.
Cả 45 chất tổng hợp được đều chưa từng được công bố trên các tài liệu như Chemical Abstract, Scholar – Finder, Science – Finder và các tạp chí chuyên ngành có uy tín trong nước cũng như quốc tế.
1.3. Hoạt tính kháng nấm và kháng khuẩn
Nhìn chung các chất tổng hợp đều không có tính kháng nấm. Về tính kháng khuẩn các chất có hoạt tính kháng khá tốt đối với một số chủng Gr(+) thử nghiệm. Đáng chú ý là nhóm dẫn chất 3-salicylamido-4-mercaptothiazol-2(3H)- thion có khả năng kháng Staphylococcus aureus cao với MIC trong khoảng 4
μg/ml
Như vậy sơ bộ thấy một số sản phẩm có tính kháng tốt trên các chủng vi khuẩn
Streptococcus faecalis, Staphylococcus aureus và MRSA.
2. Kiến nghị
Từ các kết quả nghiên cứu trên, chúng tôi có các kiến nghị sau: - Tiếp tục khảo sát khả năng kháng vi khuẩn trên in vivo.
- Thử nghiệm độc tính cấp diễn và trường diễn đối với các chất cho kết quả kháng khuẩn tốt.
- Khảo sát khả năng ứng dụng trong lâm sàng của các chất sàng lọc được.
- Tiếp tục tổng hợp và sàng lọc các chất có hoạt tính sinh học của các dẫn chất 3- salicylamidothiazolidin nhằm tìm kiếm các chất có triển vọng trong dãy chất này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bộ Y Tế (2009). Dược điển Việt Nam IV. Nhà xuất bản Y Học. Hà Nội, PL1-PL374.
2. Trần Thành Đạo, Nguyễn Đinh Nga, Thái Khắc Minh, Võ Văn Thơ (2001). “Tổng hợp một số dẫn chất thiazol có tiềm năng kháng nấm và kháng khuẩn”. Tạp chí Dược Học, số 12, tr. 12-15.
3. Trần Thành Đạo, Nguyễn Đinh Nga, Thái Khắc Minh (2002). “Tổng hợp và khảo sát tính kháng nấm kháng khuẩn một số dẫn chất 2-amino- thiazol”. Tạp chí Dược Học, số 5, tr. 13-15.
4. Nguyễn Quang Đạt, Nguyễn Ngọc Anh, Phạm Thị Lợi, Nguyễn Ngọc Tú, Cao Kim Ngân (2007). “Tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của một số dẫn chất của Thiazolidin-2,4-dion và Rhodanin”. Tuyển tập các công trình Hội
nghị khoa học và công nghệ hoá học hữu cơ toàn quốc lần thứ tư - Hội
Hóa học Việt Nam, tr. 67-71.
5. Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999). Ứng dụng một số phương pháp
phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử. Nhà xuất bản Giáo Dục. Hà Nội, 352
trang.
6. Trần Cát Đông; Nguyễn Văn Thanh (2002). “Xây dựng mô hình đánh giá chất có tiềm năng kháng khuẩn”. Y Học TP. Hồ Chí Minh, 6(1), tr. 309 - 313.
7. Lê Thị Ngọc Huệ, Trà Thanh Phúc, Đặng Văn Tịnh, Hồ Tấn Huy, Lê Thị Thiên Hương, Lê Minh Trí, Trương Phương, Huỳnh Ngọc Phương (1993). “Nghiên cứu sản xuất salicylanilid – Zn Undecylenat sản xuất kem funga trị trị nấm gây bệnh ngoài da “. Tạp chí dược học chuyên san –1993.
8. Phạm Gia Khôi (1978). Quang phổ hồng ngoại. Nhà xuất bản Y Học. Hà Nội, tr.7–9.
9. Nguyễn Văn Kính và Nhóm nghiên cứu Quốc gia của GARP - Việt Nam
(2010). “Phân tích thực trạng sử dụng kháng sinh và kháng kháng sinh ở Việt Nam”. GARP – Việt Nam, CDDEP, 63 trang.
10. Kreskov, A. P. (1976). Cơ sở hóa học phân tích, tập 1. Nhà xuất bản Mir Maxcơva. Liên Xô, tr. 378–419.
11. Nguyễn Kim Phi Phụng (2005). Phổ MS sử dụng trong phân tích hữu cơ.
Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh. TP Hồ Chí Minh, tr. 76-89.
12. Nguyễn Kim Phi Phụng (2005). Phổ NMR sử dụng trong phân tích hữu cơ.
Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh. TP Hồ Chí Minh, tr. 204-318.
13. Trương Phương, Trần Thành Đạo (1997). “Tổng hợp và thử hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các dẫn chất nitrosalicylanilid”. Tạp chí Dược
Học, số 9, tr. 7-10.
14. Trương Phương, Trần Thành Đạo (1997). “Tổng hợp và thử hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của các dẫn chất iodosalicylanilid”. Tạp chí
Dược Học, số 10, tr. 10-13.
15. Trương Phương, Huỳnh Thị Nguyên Thủy (1998). “Tổng hợp và thử hoạt
tính kháng khuẩn và kháng nấm của các dẫn chất 3- salicylaminorhodanin”. Tạp chí Dược Học, số 9 , tr.19-21.
16. Trương Phương, Nguyễn Thanh Tuyền, Huỳnh Thị Ngọc Lan (2004). “Tổng hợp và hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất fluorosalicylanilid”. Tạp chí dược học, số9, tr. 17-20
17. Trương Phương, Vũ Thị Phương Vân, Lê Thị Thanh Thảo (2005). “Nghiên cứu quá trình thion hóa tạo các thiosalicylanilid có tác dụng kháng nấm kháng khuẩn”. Tạp chí dược học, số 10, tr. 8-12
18. Pilipenko, A. T.; Pochinoc, V. Ia.;. Xereda, I. P; Sepchenko, Ph. D. (2002). Sổ Tay Hóa học sơ cấp. Nhà xuất bản Giáo Dục. Hà Nội, tr. 425– 433.
19. Lê Đình Roanh, Nguyễn Văn Chủ (2009), Bệnh học viêm và các bệnh
nhiễm khuẩn, nhà xuất bản Y Học, tr. 73.
20. Roberts, J.D. (1981). Hóa học hữu cơ hiện đại, tập 2. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. Hà Nội, tr. 102-103 .
21. Lê Thị Anh Thư (2011). “Tình Hình nhiễm khuẩn bệnh viện trên bệnh nhân phẫu thuật ngoại thần kinh”. Y Học Thực Hành (764), Số 5/2011, tr. 29-32.
Tiếng Anh
22. Abdel-Aziz, H. A.; El-Zahabi, H. S. A.; Dawood, K. M. (2010).
“Microwave-assisted synthesis and in-vitro anti-tumor activity of 1,3,4-triaryl-5-N-arylpyrazole-carboxamides”. European Journal of Medicinal Chemistry, vol. 45 ( 6) , pp. 2427–2432.
23. Ahn, J. H.; Kim, S. J.; Park, W. S.; Cho, S. Y.; Du Ha, J.; Kim, S. S.; Kang, S. K.; Jeong, D. G.; Jung, S.-K.; Lee, S.-H.; Kim, H. M.; Park, S. K.; Lee, K. H.; Lee, C. W.; Ryu, S. E.; Choi, J.-K. (2006).
“Synthesis and biological evaluation of rhodanine derivatives as PRL-3 inhibitors”. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, vol. 16 (11),
24. Allan, F. J.; Allan, G. G.; Thomson, J. B. (1958). “The condensation of
Rhodanine with aromatic dialdehyds and some related compound”.
Can. J. Chem., vol. 36, pp.1579–1583.
25. Alizadeh, A. ; Rostamnia, S. ; Zohreh, N.; Hosseinpour, R. (2009). “A simple and effective approach to the synthesis of rhodanine derivatives via three-component reactions in water”. Tetrahedron Letters, vol. 50 (14), pp.1533-1535.
26. Altintas, H.; Ates O.; Birteksoz, S.; Otuk, G.; Uzun, M.; Satana, D (2005). “Synthesis of Mannich Bases of Some 2,5-Disubstituted 4-Thiazolidinones and Evaluation of Their Antimicrobial Activities”. Turk J Chem, vol. 29, pp. 425 - 435.
27. Azizi, S. N.; Esmaili, C. (2009). “Quantum Mechanical Calculation of 13C- NMR Chemical Shift of a Lienear and Cyclo α, β Unsaturated Ketones ”.
World Applied Sciences Journal, vol. 7 (5), pp.559-566.
28. Balci, M. (2005). Basic 1H- and 13C-NMR Spectroscopy . Elsevier Inc., pp.
87-89.
29. Barreca , M. L.; Chimirri, A.; De Luca, L.; Monforte, A-M.; Monforte, P.; Rao, A.; Zappala, M.; Balzarini, J.; De Clercq, E.; Pannecouquec, C.; Witvrouw, M. (2001). “Discovery of 2,3-Diaryl-1,3-thiazolidin-4-ones as Potent Anti-HIV-1 Agents”. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, vol. 11, pp. 1793–1796.
30. Bhatti, R. S.; Singh, M.; Sandhu, J. S. (2008). “ Microwave enhanced synthesis of 5-arylidene rhodanine under solvent free condition using
bismuth trichloride as a promoter”. Rasayan J. Chem., vol. 1 (4), pp.738-742.
31. Bradsher, C. K.; Brown, F. C.; Grantham, R. J. (1951). “Rhodanine Derivatives in Reactions of the Michael Type”. J. Am. Chem. Soc., vol. 73 (11), pp. 5377 - 5379.
32. Braithwaite, A.; Smith, F. J. (1999). Chromatographic methods. Kluwer Academic Publishers, Netherland, pp. 44-80.
33. Breitmaier, E. & Brauer, G. (1992). 13C-NMR Spectroscopy- A Working
Manual With Exercises. Harwood Acadermic Publisher, pp.356.
34. Brown, F. C.; Bradsher, C. K.; Lawton, E. N. (1953). “Mildew-Preventing Activity of Rhodanine Derivatives Ketone Derivatives”. Ind. Eng. Chem., vol. 45 (5), pp.1027–1030.
35. Brown, F. C.; Bradsher, C. K.; Moser, B. F.; Forrester, S. (1959). “Structure and Antimicrobial Activity of the 3-Aminorhodanines”.