BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ NGÂN
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN
CHẤT 2- PHENOXYBUTYLTHIO-
BENZIMIDAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
HÀ NỘI-2015

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ NGÂN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN
CHẤT 2- PHENOXYBUTYLTHIO-
BENZIMIDAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ


Hà Nội, ngày 14 tháng 05 năm 2015
Sinh viên
Nguyễn Thị Ngân
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ 2- MERCAPTOBENZIMIDAZOL 2
1.1.1. Cấu tạo của khung 2- mercaptobenzimidazol 2
1.1.2. Tính chất hóa lý của 2- mercaptobenzimidazol 2
1.2. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-MERCAPTO-
BENZIMIDAZOL 2
1.2.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 2
1.2.2. Tác dụng gây độc tế bào ung thư 5
1.2.3. Tác dụng ức chế bơm proton H
+
/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và
chống viêm loét dạ dày 7
1.2.4. Tác dụng chống viêm, giảm đau 7

3.1.2.1. Tổng hợp 2-[(4-(4-methoxycarbonyl)phenoxybutyl)thio]-1H-
benzo[d]imidazol (IV-a) 21
3.1.2.2. Tổng hợp 5-methyl-2-[(4-(4-methoxycarbonyl)phenoxybutyl)thio]-
1H-benzo[d]imidazol (IV-b) 22
3.1.2.3. Tổng hợp 2-[(4-(4-carbonylhydroxy)phenoxybutyl)thio]-1H-
benzo[d]imidazol (V-a) 23
3.1.2.4. Tổng hợp 5-methyl-2-[(4-(4-carbonylhydroxy)phenoxybutyl)thio]-
1H-benzo[d]imidazol (V-b). 23
3.2. KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT 25
3.3. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC DẪN CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC 26
3.3.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) 26
3.3.2. Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) 27
3.3.3. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (
1
H-NMR) 29
3.4. THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 31
3.5. BÀN LUẬN 32
3.5.1. Về tổng hợp hóa học 32
3.5.1.1. Phản ứng ngưng tụ tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol 32
3.5.1.2. Phản ứng alkyl hóa tạo methyl 4-(4-bromobutoxy)benzoat (III) 33

3.5.1.3. Phản ứng tạo IV-a, IV-b, V-a, V-b 34
3.5.2. Về cấu trúc các sản phẩm 34
3.5.3. Về hoạt tính sinh học 36
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DMEM
Dulbecco's modified eagle's medium
DMF
N,N- dimethylformamid
DMSO
Dimethyl sulfoxid
EtOH
Ethanol
FBS
Huyết thanh phôi bò
GI
50

Nồng độ ức chế 50% sự phát triển
HT-29
Dòng tế bào ung thư đại tràng người
IC
50
Half maximal inhibitory concentration (Nồng độ ức chế
50%)
IR
Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy)
LU-1, LU
Dòng tế bào ung thư phổi
m
Khối lượng
MCF7
Dòng tế bào ung thư vú
MeOH
Methanol

t
o
nc

Nhiệt độ nóng chảy DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 CTCT các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo G.Yaseen 3
Bảng 1.2 Đường kính vòng vô khuẩn của các chất 1a– 1f 3
Bảng 2.1 Danh mục các dung môi, hóa chất 13
Bảng 2.2 Danh mục các dụng cụ, thiết bị 14
Bảng 3.1 Kết quả tổng hợp hóa học 25
Bảng 3.2 Giá trị R
f
và nhiệt độ nóng chảy (t
o
nc
) của các chất 25
Bảng 3.3 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) của các chất 27
Bảng 3.4 Kết quả phổ MS của các chất 28

mercaptobenzimidazol 11
Hình 1.16 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol mang khung phenoxy
12
Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp của các chất IV-a, IV-b, V-a, V-b 15
Hình 3.1 Sơ đồ tổng hợp chất II-a 18
Hình 3.2 Sơ đồ tổng hợp chất II-b 19
Hình 3.3 Sơ đồ tổng hợp 1,4-dibrombutan 19
Hình 3.4 Sơ đồ tổng hợp chất III 20
Hình 3.5 Sơ đồ tổng hợp chất IV-a 21

Hình 3.6 Sơ đồ tổng hợp chất IV-b 22
Hình 3.7 Sơ đồ tổng hợp các chất V-a 23
Hình 3.8 Sơ đồ tổng hợp chất V-b 24
Hình 3.9 Sơ đồ quá trình tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol từ o-
phenylendiamin và carbondisulfid 33
Hình 3.10 Phản ứng tạo sản phẩm phụ 1,4-bis(p-carbonylmethoxy)butan 33
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Các dẫn xuất của 2-mercaptobenzimidazol là một trong những nhóm dẫn
xuất quan trọng của dị vòng benzimidazol. Một số hoạt chất chứa khung 2-
mercaptobenzimidazol đã được đưa vào ứng dụng trong lâm sàng làm thuốc điều trị
bệnh là: triclabendazol (trị sán), omeprazol (giảm acid dạ dày), lansoprazol (giảm
acid dạ dày)….[23,28]. Nhiều công trình nghiên cứu trong những thập kỷ gần đây
đã chỉ ra tác dụng sinh học đa dạng của các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol, điển

7
H
6
N
2
S.
Khối lượng phân tử: 150,2 đvC.
1.1.2. Tính chất hóa lý của 2- mercaptobenzimidazol
- Cảm quan: tinh thể hình phiến mỏng, có màu vàng nhạt hoặc màu trắng.
- Độ tan:
 Tan được trong dung môi hữu cơ như: methanol, ethyl acetat, aceton…
 Tan rất tốt trong ethanol.
 Tan rất ít trong nước, độ hòa tan trong nước: < 0,1 g/100 mL ở 23,5
o
C.
- Nhiệt độ nóng chảy: 301
o
C – 304
o
C.
1.2. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-MERCAPTO-
BENZIMIDAZOL
1.2.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
Năm 2010, G. Yaseen và J. Sudhakar đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp và
thử tác dụng kháng khuẩn của một số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol có công
thức cấu tạo như sau (xem bảng 1.1).

3
200
µg/mL
50
µg/mL
100
µg/mL
200
µg/mL
1a
4
9
14

8
9
1b
5
7
9
3
7
8
1c
5
11
16
8
9
14
1d

19
Năm 2011, K.M. Hosamani và R.V. Shingalapur cũng đã nghiên cứu tổng
hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất của 2-
mercaptobenzimidazol có công thức cấu tạo như sau (xem hình 1.2).

Hình 1.2 CTCT các dẫn chất theo M. Hosamani và V. Shingalapur
Các chất thử và fluconazol, ciprofloxacin chuẩn được pha trong DMSO để
có nồng độ ban đầu 250 mg/mL và sau đó được pha loãng trong môi trường nuôi
cấy thành các nồng độ: 125; 62,5; 31,250; 16; 8; 4; 2 và 1 mg/mL. Hoạt tính của
mỗi chất được xác định bằng cách xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) trong
ống nghiệm.
Đối với tác dụng kháng khuẩn, thử nghiệm tiến hành trên S. aureus và S.
faecalus là vi khuẩn Gram (+), K. pneumonia và E. coli là vi khuẩn Gram (-), thuốc
đối chiếu là ciprofloxacin.
Đối với tác dụng chống nấm, thử nghiệm tiến hành trên C. albicans và A.
fumigatus, thuốc đối chiếu là fluconazol.
Trong số các hợp chất tổng hợp được thì hoạt tính chống vi khuẩn của 2b, 3b,
3e, 3f là tốt nhất so với fluconazol và ciprofloxacin chuẩn [15].
5
1.2.2. Tác dụng gây độc tế bào ung thư
Năm 2003, M. S. Vedula và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất
styryl sulfon của 2-mercaptomethylbenzimidazol (xem hình 1.3).

Hình 1.3 CTCT một số dẫn chất styryl sulfon theo M. S. Vedula
Các dẫn chất tổng hợp được đem thử in vitro trên các dòng tế bào ung thư
khác nhau. Kết quả cho thấy các chất thử cho tác dụng gây độc tế bào từ vừa phải
đến tốt.

trên chuột. Kết quả cho thấy khi uống liều 400 mg/kg 4k chống lại 51% sự phát
triển của HT-29 [25].
Năm 2012, một nhóm các nhà nghiên cứu của Trung Quốc đã tiến hành
nghiên cứu về tác dụng chống ung thư của một số dẫn chất trong đó có dẫn chất của
2-mercaptobenzimidazol (xem hình 1.4). Chất này có khả năng ức chế sự phát triển
của tế bào ung thư đại tràng [30].

Hình 1.4 CTCT dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo các nhà nghiên cu
Trung Quốc
Năm 2014, TS. Nguyễn Văn Hải và các cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp và
thử tác dụng gây độc tế bào ung thư của 2 dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol (xem
hình 1.5).

Hình 1.5 CTCT 2 dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo TS. Nguyễn Văn Hải
Các chất thử (20 µL) pha trong DMSO 10% được đưa vào các giếng của
khay 96 giếng để có nồng độ: 100; 20; 4 và 0,8 µg/mL. Chất đối chứng là ellipticin,
sử dụng ở các nồng độ: 10; 2; 0,4 và 0,08 µg/mL. Kết quả cho thấy 2 mẫu nghiên
cứu 7a, 7b có hoạt tính khá mạnh trên dòng tế bào ung thư phổi (LU-1) và dòng tế
bào ung thư vú (MCF7) [1].
7
1.2.3. Tác dụng ức chế bơm proton H
+
/K
+

hình 1.9). Tất cả các hợp chất này đều có tác dụng chống viêm, giảm đau [23].

Hình 1.9 CTCT các dẫn chất theo nghiên cu của Sidram A. Nevade
9
1.2.5. Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol
Ngoài ra, trong nhiều năm gần đây, còn có rất nhiều các nghiên cứu cho tác
dụng đa dạng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol, như tác dụng chống virus
[18], gây ngủ, chống giảm oxy huyết, ức chế men COX [19], giảm lipid máu và xơ
vữa động mạch [7], ức chế Cytocrom P450 [13]….
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT KHUNG 2-
MERCAPTOBENZIMIDAZOL
1.3.1. Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol (2MBI)
Năm 1950, J. A. VanAllan và B. D. Deacon đã nghiên cứu tổng hợp 2-
mercaptobenzimidazol (2MBI) từ o-phenylendiamin và kali ethylxantat trong dung
môi ethanol:

Hình 1.10 Sơ đồ tng hợp khung 2-mercaptobenzimidazol của Allan và Deacon 1
Phản ứng cho hiệu suất khoảng 84-86,5%, kali ethylxantat có thể được thay
bằng hỗn hợp kali hydroxyd và carbon disulfid với hiệu suất đạt được tương đương.
Sản phẩm được kết tinh lại trong ethanol 95% thu được khoảng 90% sản phẩm với
nhiệt độ nóng chảy không đổi [24]. Hình 1.11 Sơ đồ tng hợp khung 2-mercaptobenzimidazol của Allan và Deacon 2
10 Hình 1.14 Phản ng to khung 2-mercaptobenzimidazol từ arylcarbamothioyl
cyanid và o-cloroanilin
1.3.2. Tổng hợp dẫn chất S-alkyl hóa khung 2-mercaptobenzimidazol
1.3.2.1. Phản ứng S-alkyl hóa
Phản ứng S-alkyl hóa của 2-mercaptobenzimidazol thường sử dụng tác nhân
alkyl hóa là các alkyl-halogenid [3][9][20][25]:

Hình 1.15 Phản ng S-alkyl hóa với tác nhân alkyl halogenid của dẫn chất 2-
mercaptobenzimidazol
Phản ứng này được xảy ra trong nhiều loại dung môi khác nhau, có thể có
hoặc không có mặt base và chất xúc tác. Dung môi có thể là N,N-
dimethylformamid, dimethyl sulfoxid, cloroform, tetrahydrofuran, toluen, aceton
hoặc acetonitril, methanol Base sử dụng có thể là natri hydroxyd, kali hydroxyd,
kali carbonat, natri carbonat, các base hữu cơ như pyridin, triethylamin, N,N-
diisopropylethylamin, N-methyl morpholin…Chất xúc tác bao gồm các ether vòng,
các muối amoni bậc 4 như tetrabutylamoni clorid, tetrabutyl bromid, tetrabutyl
iodid, có thể là các muối halogenid vô cơ như kali iodid [17]…
1.3.2.2. Kết hợp khung 2-mercaptobenzimidazol và phenoxybutyl
Không có nhiều công trình nghiên cứu về kết hợp khung 2-
mercaptobenzimidazol và phenoxybutyl. Gần đây, nhóm tác giả TS. Nguyễn Văn
Hải cùng các cộng sự đã tổng hợp các dẫn chất của 2-mercaptobenzimidazol mang
khung phenoxy qua cầu nối 1,4-butylen theo sơ đồ như hình 1.17.
12

Hình 1.16 Sơ đồ tng hợp dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol mang khung phenoxy

2
Aceton
Trung Quốc
3
Acetonitril
Merck
4
Acid hydrocloric đặc (37%)
Trung Quốc
5
Acid sulfuric đặc (98%)
Trung Quốc
6
Carbon disulfid
Trung Quốc
7
Dicloromethan
Trung Quốc
8
1,4- Dioxan
Việt Nam
9
Ethanol
Trung Quốc
10
Ethyl acetat
Trung Quốc
11
Kali bromid
Trung Quốc

Xuất xứ
1
Bản mỏng silicagel GF
254

Merck
2
Bếp bọc
Hàn Quốc
3
Bình cầu 1 cổ 50 mL, 100 mL, 250 mL
Đức
4
Bình cầu 2 cổ 100 mL
Đức
5
Bình chiết 100 mL, 250 mL
Trung Quốc
6
Bình sắc ký
Trung Quốc
7
Bộ lọc hút chân không
Trung Quốc
8
Cân kỹ thuật Sartorius BP 2001S
Thụy Sỹ
9
Cốc có mỏ 50 mL, 100 mL, 250 mL, 1000 mL
Đức

20
Ống đong 25 mL, 50 mL
Trung Quốc
21
Pipet chia vạch 1 mL, 5 mL, 10 mL
Đức
22
Sinh hàn hồi lưu
Đức
23
Tủ sấy Memmert
Đức
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1. Tổng hợp 4 dẫn chất 2-[(4-phenoxybutyl)thio]-1H-benzo[d]imidazol theo sơ
đồ như hình 2.1.

Trích đoạn THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC Về cấu trúc các sản phẩm Về hoạt tính sinh học

---