BỘYTẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
• • • •
NGUYỄN THỊ PHƯỢNG
TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN CHẤT
BENZIMIDẨZOL HƯỚNG TÁC DỤNG
CHỐNG UNG THƯ
KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Dược sĩ
• • •
Người hướng dẫn :
1. ThS. Nguyễn Thị Thanh Hòa
2. HVCH. Vũ An Phượng
Nơi thực hiện :
Bộ môn Công nghiệp Dược
Trường Đai hoc Dươc Hà Nôi
ơ • • • •
HÀ NỘI-2011
LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xỉn bày tỏ lòng kỉnh trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy
PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện đã trực tiếp hướng dẫn, cho tôi những lời
khuyên quí báu và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi ừ-ong quá trình nghiên cứu và
hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Tôi cũng xỉn chân thành cảm ơn cô ThS. Lê Thị Thu Hòa và DS.
HVCH. Vũ An Phượng, đã định hướng cho tôi trong quá trình tìm tài liệu
cũng như hoàn thành khóa luận. Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn các
thầy cô trong bộ môn Công Nghiệp Dược, đặc biệt là DS. Nguyễn Văn Giang
và thầy Phan Tiến Thành, tổ môn Tổng hợp Hóa dược, đã nhiệt tĩnh giúp đỡ
và tạo điều kiện tốt nhât để tói hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Trong quá trình thực hiện khóa luận tôi đã nhận được sự giúp đỡ của
các cán bộ Phòng Phân tích phô và Thử tác dụng sinh học- Viện Hóa học -
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng thư viện trường Đại học Dược

thế ở vị trí C-2 16
1.3.3. Phương pháp tổng hợp dẫn chất benzimidazol mang nhóm thế ở vị
tríC -2vàN -l 17
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

18
2.1. Nguyên vật liệu, thiết b ị 18
2.1.1. Hóa chất nghiên cứu
18
2.1.2. Thiết bị và dụng cụ nghiên cứu 19
2.2. Nội dung nghiên cứu 20
2.3. Phương pháp nghiên cứu 20
2.3.1. Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết 20
2.3.2. Xác định cấu trúc 21
2.3.3. Thử tác dụng chống ung thư 22
Chương 3. THựC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
23
3.1. Thực nghiệm và kết quả 23
3.1.1. Tổng hợp lH-benzimidazol( I) 23
3.1.2. Tổng hợp 5-nitro-lH-benzimidazol (II) 26
3.1.3. Tổng hợp ethyl (IH-benzimidazol-l-yl)acetat (III) 28
3.1.4. Xác định cấu trúc của các họp chất tổng hợp được

31
3.1.5. Thử tác dụng chống ung thư của các họp chất tổng hợp được (thử
độ độc tế bào) 33
3.2. Bàn luận 35
3.2.1. Giai đoạn tổng hợp lH-benzimidazol
.


Sắc ký lóp mỏng
Nhiệt độ nóng chảy
Trang
Bảng 1: Kết quả ức chế sự phát triển của các họp chất 18-26, 12
Etoposide, Doxorobucin, SN-38 và Cisplatin trên 21 dòng tế bào ung
thư người
Bảng 2: Khảo sát tỉ lệ mol acid formic ; 0-phenylendiamin dùng 24
trong phản ứng
Bảng 3 : Khảo sát thời gian phản ứng 25
Bảng 4: số liệu phân tích phổ hồng ngoại của họp chất I 30
Bảng 5; số liệu phân tích phổ hồng ngoại của hợp chất II 30
Bảng 6 : số liệu phân tích phổ hồng ngoại của hợp chất III 30
Bảng 7: Kết quả phân tích phổ 'H-NMR của benzimidazol (I) 31
Bảng 8: Kết quả phân tích phổ ’H-NMR của ethyl (IH- 31
benzimidazol-l-yl)acetat (III)
Bảng 9: Kết quả thử hoạt tính độc tế bào 33
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Sơ đồ 1 : Sơ đồ tổng hợp chất 1 và 5 10
Sơ đồ 2: Sơ đồ tổng họp một số dẫn chất benzimidazol thực 11
nghiệm
DANH MỤC CÁC sơ ĐÒ
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ung thư là một trong những bệnh được quan tâm ở hầu hết các nước trên
thế giới trong những năm qua. Hiện nay, ung thư được xếp vào nhóm những
bệnh có tỷ lệ tử vong cao nhất. Theo ước tính của tổ chức Y tế thế giới, mỗi
năm trên thế giới có khoảng 11 triệu trường họp mới mắc ung thư và khoảng
7 triệu người chết vì căn bệnh này. Tỉ lệ chết do ung thư lên tới 100/100.000
dân ở các nước úc, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, và Singapore. Tại Việt
Nam, theo thống kê của Nguyễn Bá Đức, tính đến năm 2005, trung bình mỗi

các nguyên nhân bên ngoài và các nguyên nhân bên trong cơ thể [3, 12, 25-4].
• Trên 80% nguyên nhân gây bệnh ung thư có nguồn gốc từ môi trường
bên ngoài bao gồm:
- Tác nhân vật lý là bức xạ ion hóa và bức xạ cực tím.
- Tác nhân hóa học là khí đốt, xăng dầu, khí thải các nhà máy công
nghiệp, thuốc trừ sâu hay các chất bảo quản thực phẩm, môi trường làm việc
được xem là rất nguy hiểm vì tính chất đa dạng và khó phòng tránh. Đặc biệt
thuốc lá là nguyên nhân của hơn 30% tổng số trưÒTig hợp ung thư (trong đó
có 50% ung thư phổi).
- Tác nhân sinh học là virus gây ung thư (đáng chú ý nhất là 3 loại:
virus Epstein-Barr, virus viêm gan B và virus HPV), ký sinh trùng và vi trùng
(sán Schistosoma và vi khuẩn H. pylori).
• Các nguyên nhân bên trong gây bệnh ung thư bao gồm: yếu tố di
truyền, yếu tố nội tiết (ví dụ ung thư vú, ung thư tiền liệt tuyến) và yếu tố
khác như tuổi, giới, tiền sử bệnh gia đình.
1.1.3. Hóa chất điều trị ung thư
Hiện nay, điều trị ung thư tại chỗ sử dụng 2 phương pháp phẫu thuật và
xạ trị, còn điều trị ung thư toàn thân, sử dụng các phương pháp điều trị hóa
chất, điều trị nội tiết và điều trị sinh học [4].
Việc sử dụng các hóa chất gây độc tế bào một cách hợp lý để tiêu diệt
các tế bào ung thư là phương pháp điểu trị cơ bản cho nhiều bệnh ung thư,
đồng thời hỗ trợ các phương pháp phẫu thuật, xạ trị, miễn dịch đem lại hiệu
quả điều trị cao nhất. Dựa trên mối quan hệ giữa phương thức hoạt động của
thuốc và chu kì tế bào, có thể chia hóa chất điều trị ung thư thành 2 nhóm lớn
[11,24, 28],
a. Thuốc tác động không đặc hiệu lên chu kỳ tế bào
Thuốc tác động không đặc hiệu lên chu kỳ tế bào là thuốc tác động lên
nhiều pha khác nhau của chu kì tế bào (kể cả pha GO) gồm các phân nhóm:
• Các tác nhân alkyl hỏa: bao gồm dẫn xuất nitrogen
(cyclophosphamid, ifosfamid, mechlorethamin, melphalan, clorambucil );

nhất.
Tuy nhiên sự phối hợp hóa chất phải dựa trên nguyên tắc:
- Dùng phối hợp các thuốc có cơ chế tác dụng khác nhau.
- Không phối hợp nhiều thuốc có cùng độc tính trên một cơ quan.
- Dùng liều cao, đợt ngắn, ngắt quãng có hiệu quả hơn liều thấp kéo
dài.
- Không dùng loại thuốc mà bản thân nó ít có hiệu quả khi dùng đơn
độc.
1.2. Một số dẫn chất benzimidazol có tác dụng chống ung thư
1.2.1. 2-methyl-5-nỉtrobenzimidazol và dẫn chất thế ở vị tríN-1 của nó
Năm 2006, Mostafa M. Ramla và cộng sự đã tổng hợp 2-methyl-5-
nitrobenzimidazol và một số dẫn chất thế ở vị trí N-1 của nó [22].Đó là
các dẫn chất sau;
0,N
0,N
0,N
NH.NH,
0,N
SCH2 COCH3
Tất cả các họp chất trên đã được thử tác dụng chống ung thư vú
(MCF-7) thực hiện tại Viện ưng thư quốc gia, Khoa Ung thư sinh học, Đại
học Cairo, và kết quả là trong số các họp chất đó, các họp chất hợp chất
lỢCso = 4,52 Ịj,g) và họp chất 5 (IC50 = 8,29 |ig) được nhận thấy là có hoạt
tính. Tiến hành tổng hợp 1 và 5 theo sơ đồ sau:
0,N
0,N
SCH2 COCH3
^ /N H
Hinhl: Sơ đồ tổng hợp hợp chất 1 và 5
1,2.2. Dẩn chất benzitnidazol mang nhóm thế ở vị trỉ C-2 và C-5

1.2.3. Dẩn chất acid benzimidazol-5-carboxylic
Năm 2010, Shardia A. Galal, Khaled H. Hegab và cộng sự đã tổng
họp các dẫn chất của acid 7V-Aminomethyl-l//-5-carboxylic và phối tử 1-
(5(6)-carboxy-l//-benzimidazol-2-ylmethyl)pyridin clorid. Đồng thời phức
hợp benzimidazol của phối tử trên với Cu^"^, Co^^, và cũng đã được tác
giả tổng hợp. Và tất cả các họp chất này đã được nghiên cứu tác dụng ức chế
sự phát triển của 21 dòng tế bào ung thư người [16]. Dưới đây là một số dẫn
chất tác giả đưa ra:
11
18
19-22
NH

Ar
Trong đó:
19, Ar = pyrid-4-yl
20, Ar = pyrid-2-yl
21, Ar = thiazol-2-yl
22, Ar = benzimidazol-2-yl
23
Tất cả các hợp chất từ 18-26 đã được kiểm tra là ổn định khi sử dụng
trong nghiên cứu tế bào. Kết quả của nghiên cứu tác dụng ức chế sự phát triển
của 21 dòng tế bào ung thư người (8 dòng tế bào ung thư phổi, 7 dòng tế bào
ung thư đại tràng, 6 dòng tế bào ung thư dạ dày) invitro của các họp chất 18-
26 và hợp chất tham khảo được trình bày ở Bảng 1. Nghiên cứu invitro tác
dụng ức chế sự phát triển của hợp chất từ 18-23 cho thấy hợp chất 23 là chất
có hiệu lực đáng kể với GI
50 = 0,095 ụM (GI50 là nồng độ cần thiết để làm
giảm sự phát triển những tế bào được xử lý xuống còn một nửa so với sự phát
triển của những tế bào không được xử lý). Hợp chất 18 và 22 cho thấy không

22 ^iM
21
47 ịiM
22
>100 J^M
23
0,095
24
0,163 |iM
25
0,091 ịiM
26
0,174 |iM
Etoposide
1,3
Doxorobucin
0,065 ịiM
SN-38
0,066
Cisplatin
3,9 ^iM
1.3. Phương pháp tổng hợp một số dẫn chất benzỉmidazol
1.3.1. Phương pháp tổng hợp dẫn chẩt benzìntìdazol có nhóm thế ở vị trí C-2
Có nhiều phương pháp tổng họp dẫn chất benzimidazol có nhóm thế ở
vị trí C-2. Thông qua các tài liệu thu thập được, đề tài xin giới thiệu một số
phương pháp như sau:
14
a. Phương pháp 1
Phương pháp 1 của John B. Wright được tiến hành vào năm 1951.
Theo tác giả, 0-phenylendiamin phản ứng nhanh với hầu hết acid carboxylic

Phưong trình phản ứng như sau:
.NO2
R
NH,
SnCl2.2H20
R2COOH
MW, 130T, 5 phút R,
NH'
'R.
H
r \
N
-R
Trong đó,
Ri = H, 4,5-dimethyl; 5-OH; 5-OMe; 5-COOH; 5-CN; 5-CFs; 4,6-dicloro
R2 = H, Me, Cp3
Cơ chế phản ứng tổng hợp dẫn chất benzỉmidazol có nhóm thế ở vị trí
C-2[25J:
NH.
+ RCOOH
NH,
NHCOR
16
Vai trò của acid hydrochloric cũng được nghiên cứu, trong trường hợp phản
ứng được tiến hành ở ống kín. Acid hydrochloric có khả năng hoạt hóa nhóm
carboxyl bằng cách cộng proton vào nguyên tử o, tạo thành ion carboni. Sản
phẩm trung gian trong phản ứng là sản phẩm được tạo thành bởi sự tấn công
của cặp electron tự do của một nguyên tử N vào ion carboni:
A
R—ẹ —OH

methanol, và ethylcloroacetat trong methanol được đun nóng nhẹ trong nồi
cách thủy trong 0,5 giờ. Chất rắn thu được sau khi làm lạnh khối phản ứng
được kết tinh từ cloroform thu được hợp chất III.
Ethylcloroacetat được thêm vào dung dịch của 2-methyl-lH-
benzimidazol I’ trong aceton khan. Sau đó K2CO3 được thêm vào và hỗn họp
phản ứng được đun hồi lưu trong 10 giờ. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn,
loại aceton và thu lấy chất rắn, kết tinh lại trong ethanol thu được họp chất
Iir .
ỉ RL'ỜNG Đíí ỉ ?rỡõ lĩẴ Nỗĩ
18
Chương 2. ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu
2.1. Nguyên vật liệu, thiêt bị
Thực hiện khóa luận này chúng tôi đã sử dụng một số hóa chất, dung
môi và thiết bị của phòng thí nghiệm Tổng họp Hóa dược, Bộ môn Công
nghiệp dược, Trường Đại học Dược Hà Nội. Bao gồm:
2.1.1. Hóa chất nghiên cứu
Tên hóa chất
Xuất xứ
Aceton
Trung Quốc
Acid formic
Trung Quốc
Acid nitric đặc
Trung Quốc
Acid sulfuric đặc
Trung Quốc
Cloroform
Trung Quốc
Ethanol
Trung Quốc