BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI BÙI THỊ THU HIỀN
TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2-[(4-PHENOXYBUTYL)THIO]-1H-
BENZO[d]IMIDAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
HÀ NỘI - 2014 BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
BÙI THỊ THU HIỀN
TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2-[(4-PHENOXYBUTYL)THIO]-1H-
BENZO[d]IMIDAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn:
TS. Nguyễn Văn Hải
Nơi thực hiện:
Bộ môn Công nghiệp Dược
Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI - 2014


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

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.TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-
MERCAPTOBENZIMIDAZOL 3
1.2.1.Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 3
1.2.2.Tác dụng chống kí sinh trùng 7
1.2.3.Tác dụng gây độc tế bào ung thư 9
1.2.4.Tác dụng ức chế bơm proton H
+
/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và chống
viêm loét dạ dày. 10
1.2.5.Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 12
1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 2-[(4-PHENOXYBUTYL)
THIO]-1H-BENZO[d]IMIDAZOL 12
1.3.1.Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol (2MBI) 12
1.3.2.Phản ứng S-alkyl hóa 13
1.3.3.Phản ứng O-alkyl hóa 14
1.3.4.Phản ứng deacetyl hóa của hợp chất amid thơm. 14
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ 16

ĐỀ XUẤT 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT µM
:
Micromol
1
H-NMR
:
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear
Magnetic Resonance Spectroscopy)
2MBI
:
2-mercaptobenzimidazol

LU-1
:
Dòng tế bào ung thư phổi
MCF7
:
Dòng tế bào ung thư vú
MeOH
:
Methanol
MS
:
Phổ khối lượng phân tử (Mass Spectroscopy)
R
f

:
Hệ số lưu giữ (Retention factor)
SKLM
:
Sắc ký lớp mỏng
TBUT
:
Tế bào ung thư
THF
:
Tetrahydrofuran
t
o

:

Các dẫn chất của công thức (2)
7
Bảng 1.4
Các dẫn chất của công thức (3) và kết quả thử hoạt tính chống
kí sinh trùng của chúng
8
Bảng 2.1
Bảng các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực
nghiệm
16
Bảng 2.2
Bảng các thiết bị, dụng cụ sử dụng trong thực nghiệm
17
Bảng 3.1
Kết quả tổng hợp hóa học
29
Bảng 3.2
Giá trị R
f
và nhiệt độ nóng chảy (t
o
nc
) của các chất
30
Bảng 3.3
Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) của các chất
31
Bảng 3.4
Kết quả phổ MS và phổ
1

Tên hình
Trang
Hình 1.1
CTCT của phân tử 2-mercaptobenzimidazol
2
Hình 1.2
Sự đồng phân hóa của 2-mercaptobenzimidazol
2
Hình 1.3
Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất 2-alkylsulphanylbenzimidazol
theo nghiên cứu của V. Klimesova năm 2002
3

Hình 1.4
Sơ đồ tổng hợp dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol của G.
Yaseen cùng cộng sự năm 2010
4
Hình 1.5
CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của G. Yaseen
năm 2010
5
Hình 1.6
CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của A. N.
Sidram năm 2011
6
Hình 1.7
CTCT chung của dẫn chất theo nghiên cứu của P. Sudhir
Kumar và J. Sahoo năm 2014
9
Hình 1.8

14

Hình 1.16
Sơ đồ phản ứng deacetyl hóa theo nghiên cứu của G. B. Wang
năm 2012
15
Hình 1.17
Sơ đồ phản ứng deacetyl hóa bằng phương pháp vi sóng theo
nghiên cứu của Zh. Xiuli
15
Hình 3.1
Sơ đồ các giai đoạn tổng hợp các dẫn chất 2-[(4-
phenoxybutyl) thio]-1H-benzo[d]imidazol
21
Hình 3.2
Sơ đồ tổng hợp chất II-a và II-b
22
Hình 3.3
Sơ đồ tổng hợp chất V
23
Hình 3.4
Sơ đồ tổng hợp chất III-a và III-b
25
Hình 3.5
Sơ đồ tổng hợp IV-a và IV-b
27
Hình 3.6
Sơ đồ tổng hợp VIII
28
Hình 3.7

cứu như hóa dược, bào chế, dược lý-dược lâm sàng, vi sinh… Trong quá trình tìm
kiếm này, tổng hợp hóa dược đóng một vai trò quan trọng, nhất là phát hiện ra các
chất mới có hoạt tính sinh học cao thuộc nhiều cấu tạo khác nhau: dị vòng,
peptid,… Trong số này phải kể đến dẫn chất của 2-mercaptobenzimidazol.
Các dẫn xuất của 2-mercaptobenzimidazol là một trong những nhóm dẫn
xuất quan trọng của dị vòng benzimidazol. Trong nhiều thập kỉ qua, rất nhiều công
trình nghiên cứu ngày càng cho thấy tác dụng sinh học đa dạng của các dẫn chất 2-
mercaptobenzimidazol như: kháng khuẩn [19][34][16], kháng nấm [27], gây độc tế
bào ung thư [30], ức chế bơm proton H
+
/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và chống
viêm loét dạ dày [21][11], chống virus [23], chống viêm, giảm đau [7], ức chế men
COX [24], giảm lipid máu và xơ vữa động mạch [4], chống co giật [6], ức chế
Cytochrom P450 [15]… Nhiều chất trong số đó đã được ứng dụng trong lâm sàng
như: omerprazol, lansoprazol,… Do đó, dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol đã và
đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học.
Để góp phần làm phong phú thêm các nghiên cứu về tổng hợp và thử tác
dụng sinh học của lớp dẫn chất quan trọng này, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Tổng
hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 2-[(4-phenoxybutyl)thio]-1H-
benzo[d]imidazol” với các mục tiêu sau:
1. Tổng hợp một số dẫn chất 2-[(4-phenoxybutyl)thio]-1H-benzo[d]imidazol.
2. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm và gây độc tế bào ung thư của một số
dẫn chất 2-[(4-phenoxybutyl)thio]-1H-benzo[d]imidazol tổng hợp được.
2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL
1.1.1. Cấu tạo của khung 2-mercaptobenzimidazol

C.
- Nhiệt độ nóng chảy: 300-305
o
C.
- Cảm quan: Tinh thể hình phiến mỏng, có màu vàng nhạt hoặc màu trắng.
1.2. TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL
1.2.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
Do có cấu tạo giống nhân purin của vi khuẩn và vi nấm nên các hợp chất có
khung benzimidazol có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm.
Năm 2002, V. Klimesova cùng cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng
kháng khuẩn, kháng nấm của một số các dẫn chất 2-alkylsulphanylbenzimidazol:
Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất 2-alkylsulphanylbenzimidazol
theo nghiên cứu của V. Klimesova năm 2002
Hoạt tính kháng khuẩn được thử bằng phương pháp khuếch tán trên thạch,
trên chủng vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis và non-tuberculosis
Mycobacterium ở các nồng độ: 1000, 500, 125, 62, 32, 16, 8, 4µmol/L với dung
môi thử DMSO. Chất đối chiếu là isoniazid, nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) được
xác định sau khi ủ ở 37
o
C trong 7, 14 và 21 ngày.
4

Hoạt tính kháng nấm được thử bằng phương pháp pha loãng 2 lần liên tiếp
với dung môi DMSO trên các chủng nấm Candida albicans, C. tropicalis, C.krusei,
C.glabrata, Trichosporon beigelii, Trichophyton mentagrophytes và Aspergillus
fumigatus ở các nồng độ 1000-15 µmol/L. Nồng độ ức chế tối thiểu được xác định
sau 24 giờ ủ ở 35
o
C, riêng đối với Trichophyton mentagrophytes, MIC được ghi lại

R
1a

1d

1b

1e

1c

1f

Các dẫn chất này được thử tác dụng kháng khuẩn in vitro bằng phương pháp
khuếch tán trên thạch. Thực nghiệm kháng khuẩn được thực hiện trên E. coli
ATCC3750 và B. subtilis 6633 với chất đối chiếu là ciprofloxacin ở các nồng độ
50µg/ml, 100µg/ml, 200µg/ml. Một số trong số đó đã cho kết quả khá tốt ở nồng độ
200µg/ml. Các chất này có tác dụng kháng khuẩn theo cơ chế ức chế dihydrofolat
reductase- một enzym quan trọng trong tổng hợp mới nhân purin của vi khuẩn, do
các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol có cấu trúc tương tự với nhân purin của
nucleotid. Kết quả cho thấy các hợp chất này có tính kháng khuẩn từ trung bình đến
tốt, trong đó tất cả các chất đều có tác dụng ức chế với 2 vi khuẩn được nghiên cứu,
trong đó chất 1c và 1e cho tác dụng mạnh nhất, chất 1a và 1d không có tác dụng ức
chế đối với E. coli ở nồng độ thấp hơn 50 µg/ml, 1f có tác dụng yếu trên B. subtilis.
Kết quả cụ thể trong bảng sau [34]:
5
7
9
3
7
8
1c
5
11
16
8
9
14
1d
3
3
4

7
10
1e
4
10
13
5
9
16
1f
R
Chất
R
2a

2e

2b

2f

2c
C
18
H
15
ON
8
S
2
Cl
2g

2d

2h

Đối với tác dụng kháng nấm, các hợp chất này được đem thử hoạt tính kháng
nấm bằng phương pháp pha loãng hai lần liên tiếp ở các nồng độ 250µg/ml và
500µg/ml để xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) với dung môi DMSO, nấm

năng sống sót
của T.spiralis
*
Chất
R
1

R
2

R
3

G.
lamblia
E.
histolytica
3a
-H
-H
-SH
0,040
0,133
11
3b
-H
-H
-SCH
3



0,227
0,356
17
Albendazol
0,037
56,33
34
Metronidazol
1,22
0,350

Chú thích:
IC50: Nồng độ ức chế sự phát triển của 50% cá thể.
* : % giảm khả năng sống sót của ấu trùng T. spiralis sau 3 ngày của thời kì ủ bệnh với
nồng độ 3nM.
- : không quan sát thấy sự giảm.
: không xác định được.
Năm 2014, P. S. Kumar và J. Sahoo đã tổng hợp và thử tác dụng chống giun
sán của một số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol có công thức chung sau:
(3)
9 Chất
R
4a
H
4b
2-Cl

Trong đó, các dẫn chất với nguyên tử halogen ở vị trí p- trên nhân thơm cho
hoạt tính khá mạnh. Đặc biệt là dẫn chất 5a (R=R
1
= R
3
= H, R
2
= Br) với nhóm
bromo ở vị trí p- trên nhân phenyl cho tác dụng với GI
50
trung bình là 8,5 µM. Dẫn
chất này cho tác dụng đặc biệt trên các dòng tế bào vú, thận và CNS (tế bào ung thư
hạch ở bệnh nhân AISD) và buồng trứng. Chất 5b (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy
phenyl) cho tác dụng tốt hơn các hợp chất có gắn halogen ở vị trí o- với GI
50
<
50µM trên hầu hết các dòng tế bào thử. Chất 5c (R= -6-Cl, R
1
= -CH
3
, R
2
= -Cl, R
3
=
H) cho thấy hoạt tính mạnh nhất với tác dụng ức chế 50% sự phát triển của 4 dòng
tế bào trên ở nồng độ < 1µM.
(4)
10


3
, -OCH
2
CH
2
, -CH
2
SO
2

R
2
= H, F, -OCH
2
(CH
2
)
2
,-OCH
2
CCl
3

R
3
= H, -CH
3

R
4

R= H, 4-OCH
3
, 5-OCH
3
, Cl
X= S, SO
OA= OC(CH
3
)
2
CH
2
=CH
2
, OC(CH
3
)
2
CH
2
CH
2
,
OCH=C(CH
3
)- Omerprazol
Lansoprazol

bậc 3 và carbon disulfid tạo chất hoạt động trung gian R
3
N-CS
2
[32]. Năm 2001, S.
A. E. Mohamed và cộng sự cũng đã nghiên cứu tổng hợp khung 2MBI bằng con
đường này [13]: Hình 1.13 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo
nghiên cứu của M. L. Wang năm 1995
Khung 2-mercaptobenzimidazol cũng có thể tạo ra từ phản ứng giữa o-
phenylendiamin và dẫn chất arylcarbamothiol cyanid trong dung môi DMF/TEA
hoặc EtOH/TEA [14]…
Ngoài ra khung 2-mercaptobenzimidazol cũng có thể thu được từ phản ứng
đi từ nguyên liệu ban đầu là dẫn chất arylcarbamothioyl cyanid và o-cloroanilin
trong dioxan/TEA [13].

Hình 1.14 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ
arylcarbamothioyl cyanid và o-cloroanilin
1.3.2. Phản ứng S-alkyl hóa
Phản ứng S-alkyl hóa của 2-mercaptobenzimidazol thường sử dụng tác nhân
alkyl hóa là các alkyl-halogenid [12][30][25]:
14 Hình 1.15 Phản ứng 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 DMF, DMSO,

COCl và Ac
2
O với hiệu suất cao trong môi trường kiềm ở
15

nhiệt độ phòng.
Có nhiều phương pháp khác nhau được công bố để tiến hành phản ứng
deacetyl hóa của amid thơm: phản ứng thủy phân nhóm acetyl amio xảy ra ở điều
kiện cơ bản với xúc tác base (NaOH, KOH,…) hoặc acid (HCl, HBr, AcOH,…)
trong dung môi nước hay deacetyl trong dung môi alcol với xúc tác là acid (HCl)
hoặc base (CH
3
ONa).
Trong cả 2 phương pháp, điều kiện bước đầu tiên bao giờ cũng khá khó khăn
như phản ứng ở nhiệt độ cao, xúc tác mạnh hoặc thời gian dài. Trong điều kiện phản
ứng như vậy thì nhóm ester cùng tồn tại luôn có khả năng thủy phân dễ dàng hơn
nhóm amid tương ứng. Một cách tương đối, phương pháp thứ 2 thao tác thuận lợi
hơn, hiệu suất tốt hơn và thời gian phản ứng ngắn hơn [31].
Năm 2012, G. B. Wang đã nghiên cứu phản ứng deacetyl nhóm acetylamin
của hợp chất thơm, sử dụng xúc tác thionylclorid trong dung môi methanol. Phản
ứng cho hiệu suất khá cao (41,1-99,8%) [31]:

Hình 1.16 Sơ đồ phản ứng deacetyl hóa theo nghiên cứu
của G. B. Wang năm 2012
Ngoài ra phản ứng deacetyl hóa còn có thể tiến hành với nhiều phương pháp
khác, như sử dụng KF/Al
2
O
3
bằng phương pháp vi sóng. Phương pháp này cho hiệu

4
Acid hydrobromic
Trung Quốc
5
Acid hydrocloric đặc (37%)
Trung Quốc
6
Acid sulfuric đặc (98%)
Trung Quốc
7
Carbon disulfid
Trung Quốc
8
Cloroform
Trung Quốc
9
Dicloromethan
Trung Quốc
10
Dung dịch amoniac (25%)
Việt Nam
11
Ethanol
Trung Quốc
12
Ethyl acetat
Trung Quốc
13
Kali carbonat
Trung Quốc