- 1 -
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI
ᴥ*ᴥ ………….
NGUYỄN THỊ PHƢƠNG
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT
TÍNH SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-
MERCAPTOBENZIMIDAZOL
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC HÀ NỘI 2013
- 1 -
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI
ᴥ*ᴥ ………….
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ
MÃ SỐ: 6072040
Người hướng dẫn : PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện
TS. Phan Thanh Bình HÀ NỘI 2013
DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Phổ hồng ngoại (IR) của chất II
Phụ lục 2: Phổ hồng ngoại (IR) của chất III.
Phụ lục 3: Phổ hồng ngoại (IR) của chất III-a.
Phụ lục 4: Phổ hồng ngoại (IR) của chất III-b.
Phụ lục 5: Phổ hồng ngoại (IR) của chất III-c.
Phụ lục 6: Phổ hồng ngoại (IR) của chất III-d.
Phụ lục 7: Phổ hồng ngoại (IR) của chất IV.
Phụ lục 8: Phổ hồng ngoại (IR) của chất V.
Phụ lục 9: Phổ hồng ngoại (IR) của chất V-a.
Phụ lục 10: Phổ hồng ngoại (IR) của chất V-b.
Phụ lục 11: Phổ hồng ngoại (IR) của chất V-c.
Phụ lục 12: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất II.
Phụ lục 13: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất III.
Phụ lục 14: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất III-a.
Phụ lục 15: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất III-d.
Phụ lục 16: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất IV.
Phụ lục 17: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất V.
Phụ lục 18: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất V-a.
Phụ lục 19: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất V-b.
Phụ lục 20: Phổ khối lượng phân tử (MS) của chất V-c.
Phụ lục 21: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (
1
H-NMR) của chất V-c.
Phụ lục 32: Phiếu trả lời kết quả thử độc tính tế bào. LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn ‘ Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh học một
số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol’’ tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ
từ thầy cô, gia đình và bạn bè. Nhân đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
đến PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện- người thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn TS. Phan Thanh Bình, DS Nguyễn Văn
Giang, CN. Phan Tiến Thành, bộ môn Công Nghiệp Dược- Trường Đại học
Dược Hà Nội và DS Sar Vuthy, DS Koen Sorphin đã luôn giúp đỡ, động
viên tôi trong quá trình thực nghiệm.
Trong quá trình thực hiện luận văn tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ của các
1.3.3. Tác dụng chống ung thư 10
1.3.4. Tác dụng chống co giật 13
1.3.5. Tác dụng chống bài tiết acid dịch vị, ức chế bơm proton H
+
/K
+
-
ATPase và chống viêm loét dạ dày 15
1.3.6. Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 16
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 2-
MERCAPTOBENZIMIDAZOL 17
1.4.1. Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol từ o-
phenylendiamin hoặc dẫn chất o-phenylendiamin 17
1.4.2. Phản ứng tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 18
1.4.2.1. Phản ứng alkyl hóa 19
1.4.2.2. Phản ứng acyl hóa 19
1.4.2.3. Phản ứng ngưng tụ tạo hợp chất bis-2-mercaptobenzimidazol 20
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ 21
2.1.1. Hóa chất 21
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ 22
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC……………………………………………………….23
2.3.2. Xác định cấu trúc 24
2.3.3. Thử tác dụng sinh học 25
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 29
3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC 29
3.1.1. Tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol 31
3.1.2. Tổng hợp các dẫn chất của 2-mercaptobenzimidazol 31
KẾT LUẬN 60
KIẾN NGHỊ 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DMF : N,N-dimethylformamid.
DMSO : Dimethyl sulfoxid
THF : Tetrahydrofuran.
DMAc : Dimethylacetamid.
MeOH : Methanol.
EtOH : Ethanol.
SKLM : Sắc ký lớp mỏng.
MS : Phổ khối lượng phân tử (Mass spectrometry).
IR : Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy).
1
H – NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
(Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy).
CTCT : Công thức cấu tạo.
t
o
Các thông số của vùng ức chế.
5
Bảng 3
Các dẫn chất của công thức (2).
6
Bảng 4
Các dẫn chất của công thức (3).
7
Bảng 5
Các dẫn chất của công thức (4).
7
Bảng 6
Các dẫn chất của công thức (5).
9
Bảng 7
Các dẫn chất của công thức (22).
14
Bảng 8
Các dẫn chất của công thức (23).
15
Bảng 9
Các dẫn chất của công thức (24).
16
Bảng 2.1
Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực
nghiệm.
21
Bảng 2.2
Các máy móc, dụng cụ sử dụng trong quá trình thực
nghiệm.
Kết quả thử tác dụng kháng nấm.
52
Bảng
3.8-3.9
Kết quả thực nghiệm (thử tác dụng gây độc tế bào)
53-54
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH
Trang
Hình 1.1
8
Hình 1.9
Công thức cấu tạo của Hoechst 33258 và Hoechst 33342.
11
Hình
1.10
CTCT của dẫn chất 2-(4-methoxyphenyl)-1H-
benzimidazol.
12
Hình
1.11
CTCT của dẫn chất 2-cloromethyl-1,5,6-trimethyl-1H-
benzimidazol-4,7-dion.
13
Hình
1.12
CTCT của dẫn chất benzimidazol theo các nhà nghiên
cứu Trung Quốc năm 2012.
13
Hình
1.13
CTCT chung của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo
nghiên cứu của K. Anandarajagopal và cộng sự.
13
Hình
1.14
CTCT chung của dẫn chất benzimidazol theo nghiên cứu
của Sung Yun Cho và cộng sự năm 2001.
15
Hình
Trang
Sơ đồ
1.1
Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo
Maw-Ling Wang và Biing-Lang Liu.
17
Sơ đồ
1.2
Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol của Van
Allan và Deacon.
18
Sơ đồ
1.3
Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ o-
nitroamin.
18
Sơ đồ
1.4
Phản ứng alkyl hóa tạo dẫn chất 2-
mercaptobenzimidazol
19
Sơ đồ
1.5
Phản ứng acyl hóa tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol
19
Sơ đồ
1.6
Phản ứng ngưng tụ tạo hợp chất bis-2-
mercaptobenzimidazol.
Sơ đồ
3.8
Sơ đồ tổng hơp chất IV
36
Sơ đồ
3.9
Sơ đồ tổng hợp chất V
36
Sơ đồ
3.10
Sơ đồ tổng hợp chất V-a
37
Sơ đồ
3.11
Sơ đồ tổng hợp chất V-b
38
Sơ đồ
3.12
Sơ đồ tổng hợp chất V-c
39
Sơ đồ
4.1
Cơ chế phản ứng đóng vòng 2-mercaptobenzimidazol.
55
Sơ đồ
4.2
Vai trò của KOH trong phản ứng tạo chất II
55
với 2 mục tiêu :
1. Tổng hợp được một số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol.
2. Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư của một số dẫn
chất tổng hợp được.
2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Khái quát chung về khung benzimidazol
1.1.1. Cấu trúc hóa học
Benzimidazol là một hợp chất hữu cơ dị vòng thơm, kết hợp giữa 2 nhân
benzen và imidazol. Trong lịch sử, benzimidazol đã được phát minh ra lần
đầu tiên bởi nhà khoa học Hoebrecher trong năm 1872 [17].
N
H
N
2
3
4
7
1
5
6
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của phân tử 1H – benzimidazol.
Trong tự nhiên đã có sự tồn tại của dẫn chất benzimidazol, trong đó nổi bật
nhất là N – ribosyl – dimethylbenzimidazol là một thành phần quan trọng
trong cấu trúc hóa học của phân tử vitamin B
Công thức phân tử : C
7
H
6
N
2
S
Khối lượng phân tử : 150,2 g/mol
1.2.2. Tính chất lý học của 2-mercaptobenzimidazol
- Độ tan: Tan trong dung môi hữu cơ như: methanol, ethyl acetat, aceton, tan
rất tốt trong ethanol; rất ít tan trong nước.
- Độ hòa tan trong nước < 0,1g/100 mL ở 23,5ºC.
- Nhiệt độ nóng chảy: 300-305ºC.
- Đặc điểm tinh thể: Tinh thể hình phiến mỏng, có màu vàng nhạt hoặc màu
trắng.
1.3. Tác dụng sinh học của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol
Trong nhiều thập kỉ vừa qua, các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol đã thu
hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học do có tác dụng sinh học phong
phú như: tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn, chống ung thư, chống viêm,
giảm đau, trị giun sán, chống co giật, ức chế virus, chống sự tăng lipid máu,
chống xơ cứng động mạch, chống viêm loét, ức chế bơm proton H
+
/K
+
-
4
ATPase, kháng acid dịch vị. Nhiều chất trong số đó đã được ứng dụng trong
lâm sàng [8, 25, 26].
1.3.1. Tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm
1e
H
N NO
2
O
2
N
1f
H
N C
N
O5
Tiến hành thử tác dụng kháng khuẩn của những dẫn chất trên bằng phương
pháp khuếch tán trên thạch. Các thử nghiệm với Escherichia coli ATCC 3750
đại diện cho vi khuẩn Gram (-) và Bacillus subtilis ATCC 6633 là đại diện
cho vi khuẩn Gram (+), ở các nồng độ khác nhau 50µg/ml, 100µg/ml và
200µg/ml (Sử dụng chất đối chiếu là Ciprofloxacin). Kết quả được thể hiện ở
bảng 2.
Bảng 2. Các thông số của vùng ức chế( mm).
Chất
B.subtilis 6633
E.coli ACTT3750
50μg/
ml
1d
3
3
4
-
7
10
1e
4
10
13
5
9
16
1f
-
-
4
7
10
10
Ciprofloxacin
10
14
18
8
10
19
Kết quả cho thấy chất tất cả các chất 1a, 1b, 1c, 1d, 1e và 1f đều có tác dụng
4
2d
3
H
5
2e
H
3
CO-
6
2f
F
2
HCO-
Hình 1.6. Công thức cấu tạo (3) của bis ở vị trí N1 và N1’ trong nghiên cứu
của G. Srikanth năm 2010.
7
Bảng 4. Các dẫn chất của công thức (3) thể hiện ở bảng sau:
TT
Ký hiệu của
chất
n
R
5
3e
H
3
CO-
6
3f
F
2
HCO- Hình 1.7. Công thức cấu tạo chung (4) của dithiobis(1H-benzimidazol) trong
nghiên cứu của G. Srikanth năm 2010.
Bảng 5. Các dẫn chất của công thức (4) được thể hiện ở bảng sau:
TT
Ký hiệu của chất
R
3
= R
3
’
1
6a
H
2
6b
CH
3
O-
Hình 1.8.Công thức cấu tạo chung (5) của dẫn chất bis(2-benzimidazolthio)
theo nghiên cứu của Kozo Aoki và Kazuhiro Aikawa năm 1999. 9
Bảng 6. Các dẫn chất của công thức (5) được thể hiện ở bảng sau:
Ký hiệu
của chất
L
1
R
4
= R
4
’
R
5
= R
5
’
R
6
= R
6
’
H
H
H
8b
-CH
2
C
6
H
5
H
H
8c
-SO
2
CH
3
H
H
8d
-COCH
3
H
H
-CN
H
8i
-CH
3
-NO
2
H
8j
H
H
-CH
3
8k
-COC
2
H
5
H
-CH
3
8l
H
-CH
3
-CH
3
-COC
2
H
5
Cl
Cl
Copyright: Tài liệu đại học ©