Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng hoạt tính sinh học một số dẫn chất , mercaptobenzimidazol

Để tìm được các hoạt chất có hiệu quả điều trị cao, ít độc và có thể ứng dụng trong điều trị, các nhà khoa học thường dựa vào cấu trúc của các chất đang được dùng làm thuốc hoặc các chất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TS Phan Thanh Bình

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 (1H-NMR) của chất II Phụ lục 22: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất III Phụ lục 23: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất III-a Phụ lục 24: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất III-b Phụ lục 25: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất III-c Phụ lục 26: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất III-d Phụ lục 27: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất IV

Phụ lục 28: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất V Phụ lục 29: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất V-a Phụ lục 30: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) của chất V-b Phụ lục 31: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-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

cá nhân đơn vị trong và ngoài trường, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, các thầy cô phòng Sau đại học-Trường Đại học Dược Hà Nội, bộ môn

Vi sinh-sinh học-Trường Đại học Dược Hà Nội, khoa Hóa-Trường Đại học

khoa học tự nhiên, Ths Đặng Vũ Lương- Viện Hóa Học-Viện khoa học và công nghệ Việt Nam, TS Lê Mai Hương-phòng thực nghiệm sinh học- Viện

hóa học các hợp chất thiên nhiên

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè những người luôn bên cạnh quan tâm, giúp đỡ, động viên tôi để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 28 tháng 8 năm 2013

Học viên

Nguyễn Thị Phương

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ

Trang

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHUNG BENZIMIDAZOL 2

1.1.1 Cấu trúc hóa học 2

1.1.2 Tính chất hóa học 3

1.2 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL VÀ DẪN CHẤT 3

1.2.1 Công thức cấu tạo của 2-mercaptobenzimidazol 3

1.2.2 Tính chất lý học của 2-mercaptobenzimidazol 3

1.3 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA DẪN CHẤT 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL 3

1.3.1 Tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm 4

1.3.2 Tác dụng giảm cholesterol máu và chống xơ cứng động mạch 8

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 PHƯƠNG 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-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

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG 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 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.3.1 T ỔNG HỢP HÓA HỌC……….23

2.3.2 Xác định cấu trúc 24

2.3.3 Thử tác dụng sinh học 25

CHƯƠNG 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

3.1.2.1 Tổng hợp 2-benzylthio-1H-benzo[d]imidazol 31

3.1.2.2 Tổng hợp 1-benzyl-2-(benzylthio)-1H-benzo[d]imidazol 32

3.1.2.3 Tổng hợp methyl 2-(2-benzylthio)-1-H-benzo[d]imidazol-1-yl)acetat

33

3.1.2.4 Tổng hợp ethyl 2-(2-(benzylthio)-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)acetat 34

3.1.2.5 Tổng hợp 1,4-bis(2-(benzylthio)-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)butan .35

3.1.2.6 Tổng hợp ethyl 2-(1H-benzimidazol-2-ylthio)acetat……….36

3.1.2.7 Tổng hợp 1,4-bis(2-benzimidazolthio)butan ………36

3.1.2.8 Tổng hợp 1,4-bis(1-benzyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan37 3.1.2.9 Tổng hợp 1,4-bis(1-methoxycarboylmethyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan……… 38

3.1.2.10 Tổng hợp

1,4-bis(1-ethoxycarboylmethyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan……… 39

3.2 KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT CỦA CÁC DẪN CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC…42 3.3 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC 43

3.3.1 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) 43

3.3.2 Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) 45

3.3.3 Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) 46

3.4 THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 49

3.4.1 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 49

3.4.2 Thử hoạt tính gây độc tế bào 52

CHƯƠNG 4 BÀN LUẬN 55

4.1 Về tổng hợp hóa học 55

4.2 Bàn luận về xác định cấu trúc……….57

4.3 Về thử tác dụng sinh học 58

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

KẾT LUẬN 60

KIẾN NGHỊ 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

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

tonc : Nhiệt độ nóng chảy

Rf : Hệ số lưu giữ (retention factor)

EtOCS2K : Kali ethyl xanthat

ECA : Ethyl cloroacetat

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu trúc hóa học của phân tử 1H – benzimidazol 2

Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của phân tử vitamin B12 2

Hình 1.3 Cấu trúc hóa học của phân tử 2-mercaptobenzimidazol 3

Hình 1.4 CTCT chung của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo

nghiên cứu của Gigani Yaseen năm 2010 4

Hình 1.5 CTCT chung của dẫn chất bis(2-benzimidazolthio) theo

Hình 1.6 CTCT của bis ở vị trí N1 và N1’ trong nghiên cứu của G

Hình 1.7 CTCT chung của dithiobis(1H-benzimidazol) trong

Hình 1.8

CTCT chung của dẫn chất bis(2-benzimidazolthio) theo

nghiên cứu của Kozo Aoki và Kazuhiro Aikawa năm

CTCT của dẫn chất benzimidazol theo các nhà nghiên

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

1.15

CTCT chung của dẫn chất benzimidazol theo nghiên cứu

Hình

1.16 Dạng hỗ biến của chất 2-mercaptobenzimidazol 45

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ

1.1

Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, khi mô hình bệnh tật của con người ngày càng trở lên phức tạp và nhu cầu chăm sóc sức khỏe của người dân cũng ngày một nâng cao, thì việc tìm ra những loại thuốc mới đáp ứng với nhu cầu điều trị là hết sức cần thiết

Để tìm được các hoạt chất có hiệu quả điều trị cao, ít độc và có thể ứng dụng trong điều trị, các nhà khoa học thường dựa vào cấu trúc của các chất đang được dùng làm thuốc hoặc các chất có tác dụng sinh học triển vọng để tạo ra nhiều thuốc mới Việc tạo ra thuốc mới là một quá trình lâu dài và được thực hiện theo các con đường khác nhau, trong đó đáng quan tâm là con đường tổng hợp hóa dược Ngày nay, những thuốc có nguồn gốc tổng hợp hóa dược chiếm một tỷ lệ lớn nhất trong điều trị

Ở Việt Nam, hiện nay nhóm thuốc kháng khuẩn, kháng nấm và chống ung thư đang chiếm tỷ trọng khá cao trong phòng và điều trị bệnh Bên cạnh đó nhiều công trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất benzimidazol là nhóm chất dị vòng có tác dụng sinh học rất đa dạng như: kháng khuẩn [34], kháng nấm [25, 26], chống viêm [20, 22], giảm đau [7, 22], trị giun sán [15, 30], chống co giật, ức chế virus, chống ung thư [27]

Để góp phần làm phong phú thêm các nghiên cứu về tổng hợp và thử tác dụng sinh học của các dẫn chất benzimidazol, đồng thời với mong muốn đa dạng hóa nhóm thuốc này ở Việt Nam, chúng tôi đã chọn đề tài: ‘ Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh học một số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol’ 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

CHƯƠNG 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

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 B12 [25, 31]

Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của phân tử vitamin B 12

1.1.2 Tính chất hóa học

Nhìn chung, khung benzimidazol là một base yếu, có thể hòa tan trong acid

vô cơ loãng Tính base của benzimidazol yếu hơn imidazol Benzimidazol cũng có đầy đủ tính chất của một acid, tan tốt trong dung dịch kiềm [17]

1.2 Khái quát chung về 2-mercaptobenzimidazol và dẫn chất

1.2.1 Công thức cấu tạo của 2-mercaptobenzimidazol

Tên khoa học và cấu trúc:

N

H N SH

1H-Benzoimidazol-2-thiol

1 2 3 4

5 6 7

Hình 1.3 Cấu trúc hóa học của phân tử 2-mercaptobenzimidazol

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+-

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

Năm 2010, Gigani Yaseen và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn của một số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol, công

thức tổng quát (1) như sau:

Hình 1.4 Công thức cấu tạo chung của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol

theo nghiên cứu của Gigani Yaseen năm 2010

Bảng 1: Các dẫn chất của công thức (1) thể hiện ở bảng sau:

1d

N CO

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

Kết quả cho thấy chất tất cả các chất 1a, 1b, 1c, 1d, 1e và 1f đều có tác dụng

ức chế với 2 vi khuẩn trên Trong đó chất 1f có tác dụng rất kém đối với B

subtilis, 1a và 1d không có tác dụng chống E coli ở nồng độ thấp hơn

50µg/ml, 1c và 1e thể hiện tác dụng mạnh nhất [34]

Năm 2010, G Srikanth và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất bis(2-benzimidazolthio) Trong đó điển hình là

nhóm các dẫn chất sau:

Hình 1.5 Công thức cấu tạo chung (2) của dẫn chất

bis(2-benzimidazolthio) theo nghiên cứu của G Srikanth năm 2010

Bảng 3.Các dẫn chất của công thức (2) thể hiện ở bảng sau:

Hình 1.6 Công thức cấu tạo (3) của bis ở vị trí N1 và N1’ trong nghiên cứu

của G Srikanth năm 2010

Bảng 4 Các dẫn chất của công thức (3) thể hiện ở bảng sau:

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:

Bằng phương pháp chọn Candida albicans là nấm đại diện để thử tác dụng

và Ketoconazol là chất kháng nấm đối chiếu, kết quả là tất cả các dẫn chất tạo

bis của 2-mercaptobenzimidazol đều có tác dụng kháng Candida albicans

Trong đó có chất 2b, 3b, 4b, 5b, 6b và 6c có tác dụng ức chế mạnh Candida

albicans tại nồng độ 250 μg/ml và 500 μg/ml Tuy nhiên, tác dụng ức chế này

vẫn còn kém hơn chất đối chiếu Ketoconazol [25, 26]

Tác dụng kháng khuẩn

Sử dụng Staphylococus aureus là đại diện cho vi khuẩn Gram (+) và

Escherichia coli là đại diện cho vi khuẩn Gram (-) để thử nghiệm tác dụng

kháng khuẩn của các dẫn chất trên với chất đối chiếu là Ampicillin

Tại nồng độ 50μg/ml thì hoạt tính kháng E coli và S aureus của các dẫn

chất 2a, 3a, 4a, 5a và 6a là thấp, nhưng ở liều cao hơn tức là ở nồng độ 100

μg/ml thì các dẫn chất này lại có tác dụng kháng khuẩn trung bình

Các dẫn chất 2b, 3b, 4b, 5b và 6b đều có tác dụng trung bình kháng E coli

và S aureus tại nồng độ 50µg/ml, và tác dụng này rất tốt khi ở nồng độ

100µg/ml

Còn lại, đối với các dẫn chất 2c, 3c, 4c, 5c và 6c có tác dụng ức chế trung

bình trên E coli và S aureus ở nồng độ 100µg/ml [25, 26]

1.3.2 Tác dụng giảm cholesterol máu và chống xơ cứng động mạch

Trong năm 1999, Kozo Aoki và Kazuhiro Aikawa đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng chống tăng lipid máu và xơ cứng động mạch của một số dẫn chất bis(2-benzimidazolthio) có công thức cấu tạo chung như sau:

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

Bảng 6 Các dẫn chất của công thức (5) được thể hiện ở bảng sau:

Kết quả cho thấy trong số các dẫn chất mang thử thì các chất 7a, 7b, 8a-8s, 9a, 9b, 10a, 10b, 11a-11e, 12a và 13a đều có tác dụng làm giảm cholesterol

máu (thử ở liều 5µM)

1.3.3 Tác dụng chống ung thƣ

Năm 1971, Wong đã phát hiện ra ADN topoisomerase I và II Đây là enzym xúc tác trong quá trình tháo xoắn của ADN siêu xoắn và có vai trò quan trọng

trong các giai đoạn phát triển của tế bào ung thư Enzym này gắn với ADN tạo thành phức hợp thuận nghịch enzym-ADN Nhiều nghiên cứu cho rằng bezimidazol gắn vào phức hợp thuận nghịch enzym-ADN, ức chế enzym, dẫn đến ức chế sự hình thành các acid nucleic và ngăn chặn việc sao chép ADN, cuối cùng làm tế bào chết

Đến năm 1984, Tewey và cộng sự đã nghiên cứu và công nhận vai trò của ADN topoisomerase như là mục tiêu phân tử của các thuốc chống ung thư Hiện nay, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về tác dụng kháng tế bào ung

thư của dẫn chất benzimidazol được công bố Hoechst 33258 và Hoechst

33342 là các dẫn chất benzimidazol đầu tiên có tác dụng trên ADN

Hình 1.9 Công thức cấu tạo của Hoechst 33258 và Hoechst 33342

Năm 1996, Jung Sun Kim và các cộng sự đã tổng hợp một loạt dẫn chất

2-(4-methoxyphenyl)-1H-benzimidazol và thử hoạt động kháng tế bào ung thư

của các dẫn chất đó [19]

N N

Kết quả là chất 5-nitro-2-(4-methoxyphenyl)-1H-benzimidazol (16) thể hiện

tác dụng ức chế topoisomerase I lớn nhất Sự hiện diện của nhóm nitro (nhóm thế có khả năng hoạt động như chất nhận liên kết hydro) ở vị trí 5 trên khung benzimidazol gây ức chế topoisomerase I tốt hơn các các dẫn chất thế ở vị trí

4 hay 6

Đến năm 2008, Armand Gellis và cộng sự tiếp tục công bố chất

2-cloromethyl-1,5,6-trimethyl-1H-benzimidazol-4,7-dion (19) và các dẫn chất

của nó có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư vú, ung thư ruột kết

và ung thư phổi [9]

N N O

R: N-methyl piperazine phenyl ; R’: 2-methoxyphenyl

Nghiên cứu chỉ ra chất này có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư đại tràng HCT-116 [35]

1.3.4 Tác dụng chống co giật

Những dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol với công thức tổng quát:

Hình 1.13 Công thức cấu tạo chung (22) của dẫn chất

2-mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu của K Anandarajagopal và cộng sự

Các dẫn chất 22a-22k trong bảng 7 đã được nghiên cứu và cho thấy tác

dụng chống co giật khi tiến hành thử nghiệm trên chuột ( 20-30g) tại nhiệt độ phòng 25 ± 3oC với chất đối chiếu là Phenytoin (với hiệu quả 86,84%) [6, 7]

Các dẫn chất 22a-22k này cũng đều cho tác dụng chống viêm khi tiến hành

thử tác dụng theo mô hình gây phù chân chuột bằng Carrageenin (biểu thị

bằng % ức chế) với chất chuẩn Natri diclofenac (với % ức chế 61,9%) [6] Kết quả nghiên cứu được thể hiện ở bảng 7:

Bảng 7 Các dẫn chất của công thức (22) có tác dụng chống co giật, chống

1.3.5 Tác dụng chống bài tiết acid dịch vị, ức chế bơm proton H + /K + ATPase và chống viêm loét dạ dày

Năm 2001, Sung Yun Cho và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng chống bài tiết acid dịch vị, ức chế bơm proton H+/K+-ATPase và chống viêm loét dạ dày của dẫn chất benzimidazol có công thức cấu tạo chung như sau:

Hình 1.14 Công thức cấu tạo chung (23) của dẫn chất benzimidazol theo

nghiên cứu của Sung Yun Cho và cộng sự

Bảng 8 Một số dẫn chất của công thức (23) có tác dụng ức chế bơm proton

H+/K+-ATPase và chống viêm loét dạ dày:

5-OCH3

5-Cl OC(CH3)2CH2CH2

-

H 4-OCH3

OCH=C(CH3)- H

4-OCH3

Các dẫn chất trong bảng 8 đều có tác dụng ức chế H+/K+-ATPase ở dạ dày

Một số chất cũng có tác dụng chống bài tiết dịch vị ở môn vị dạ dày chuột (Sử

dụng Omeprazol là chất đối chiếu) [13, 25, 29]

Năm 2000, B Bhushan Lohray và cộng sự đã tiến hành tổng hợp và thử tác

dụng chống viêm loét và chống bài tiết dịch vị dạ dày của dẫn chất

benzimidazol có công thức chung cấu tạo như sau:

Hình 1.15 Công thức cấu tạo chung (24) của dẫn chất benzimidazol theo

nghiên cứu của B Bhushan Lohray và cộng sự

Bảng 9 Các dẫn chất của công thức (24) được thể hiện ở bảng sau:

R 9 H F -OCH3 -OCH2CH3 -CH2SO2

R 11 H F -OCH2CF3 -OCH2(CH2)2 -OCH2CCl3

Tất cả các dẫn chất trong bảng 9 đều có tác dụng chống loét, chống bài tiết

dịch vị Hơn nữa, phần lớn các dẫn chất này có tác dụng chống bài tiết dịch

vị mạnh hơn Omeprazol và có hiệu lực cao trong việc chống viêm loét dạ

dày, đặc biệt là bảo vệ niêm mạc dạ dày không bị tổn thương do ethanol gây

ra [21, 22, 29]

1.3.6 Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol

Nhiều nghiên cứu cho thấy các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol còn có tác dụng khác như: điều trị bệnh rối loạn hệ thần kinh trung ương (trầm cảm) [4], chống virus HIV [27], điều trị giun [15, 30], kháng histamin [14, 23], chống dị ứng [16, 24], chống oxy hóa [10, 12], chống khuẩn lao [18], dinh dưỡng thần kinh [11], chống viêm [20, 22], giảm đau [7, 22] …

1.4 Các phương pháp tổng hợp dẫn chất 2-mercapto benzimidazol

Hầu hết các phương pháp tổng hợp dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol đều đi

từ nguyên liệu ban đầu là o-phenylendiamin và dẫn chất, trong sự có mặt của

CS2, KOH, ethanol và nước để tạo thành khung 2-mercaptobenzimidazol Sau

đó từ dẫn chất trung gian này, tiến hành tổng hợp các dẫn chất mercaptobenzimidazol

1.4.1 Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol từ phenylendiamin hoặc dẫn chất của o-phenylendiamin

Theo nghiên cứu của Maw-Ling Wang và Biing-Lang Liu (năm 1995) khung

2-mercaptobenzimidazol được tổng hợp bởi nguyên liệu là o-phenylendiamin

và carbon disulfid trong ethanol hoặc methanol và nước, dưới xúc tác của các amin bậc 3 (R3N) [32, 33] Phản ứng xảy ra theo từng bước như sau:

SH + H2 S + R3N

Sơ đồ 1.1 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo Maw-Ling

Wang và Biing-Lang Liu

Van Allan và Deacon đã nghiên cứu tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol từ nguyên liệu là o-phenylendiamin và carbon disulfid trong dung môi ethanol

(hoặc methanol) và nước dưới xúc tác là KOH [25, 26, 32] Phương trình xảy

ra theo từng bước như sau:

EtOCS 2 K EtOH, H 2 O,

N

H SK

N

H SH

Ngoài ra còn có rất nhiều phương pháp để tổng hợp dẫn chất

2-mercaptobenzimidazol cũng đi từ nguyên liệu ban đầu là o-phenylendiamin trong cùng dung môi EtOH/nước Ví dụ như: o-phenylendiamin phản ứng với

Thiourea SC(NH2)2 dùng xúc tác là acid poly-phosphoric (PPA), hoặc

o-phenylendiamin phản ứng với lưu huỳnh (S8) dùng xúc tác là Bu4NOH [28]

Nhân 2-mercaptobenzimidazol cũng có thể tạo ra từ o-nitroamin bằng cách

alkyl hóa nhóm NH2 trước và khử hóa nhóm NO2 sau, sau đó là phản ứng tạo 2-mercaptobenzimidazol [8] Sơ đồ của phản ứng như sau:

R

Sơ đồ 1.3: Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ o-nitroamin

1.4.2 Phản ứng tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol

Sử dụng các tác nhân khác nhau để tổng hợp dẫn chất mercaptobenzimidazol dựa trên các phản ứng alkyl hóa, acyl hóa, phản ứng ngưng tụ tạo hợp chất bis 2-mercaptobenzimidazol

2-1.4.2.1 Phản ứng alkyl hóa:

Các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol thường được thế với tác nhân R’-X (X là halogen) tạo ra các nhóm thế khác nhau ở vị trí N-1, ở vị trí S ( S-alkyl hóa) trên nhân 2-mercaptobenzimidazol Phản ứng thường được thực hiện trong các dung môi như: aceton, DMF, THF… Với các xúc tác base: natri hydrid, natri hydroxyd, kali carbonat khan [1, 8]…

2-có thể thực hiện ở nhiệt độ từ 30-150oC, nhưng nhiệt độ tốt nhất là từ 50-100o

C [1, 8]

Sơ đồ 1.5 Phản ứng acyl hóa tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol

sự vắng mặt của chất xúc tác thì nhiệt độ tốt nhất là từ 50-120oC [8, 25, 26]

Sơ đồ 1.6 Phản ứng ngưng tụ tạo các dẫn chất bis 2-mercaptobenzimidazol

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu, thiết bị

Thực hiện luận văn này chúng tôi đã sử dụng một số hóa chất, dung môi và thiết bị của phòng thí nghiệm Tổng hợp hóa dược- Bộ môn Công nghiệp Dược, bao gồm:

2.1.1 Hóa chất

Các hóa chất và dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm đã được thống kê trong bảng 2.1 sau:

Bảng 2.1 Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm

TT Tên hóa chất, dung môi Xuất xứ

11 N,N-dimethylformamid (DMF) Trung Quốc

14 Natri hydroxyd Trung Quốc

2.1.2 Thiết bị, dụng cụ

Các máy móc, dụng cụ sử dụng trong quá trình thực nghiệm được thống

kê trong bảng 2.2 sau:

Bảng 2.2 Các máy móc, dụng cụ sử dụng trong quá trình thực nghiệm

T

T Tên máy móc, dụng cụ Xuất xứ

2 Bình cầu 25ml, 50ml, 100ml, 250ml,

5 Bộ lọc hút chân không Buchner Trung Quốc

6 Máy khuấy từ gia nhiệt IKA Đức

8 Cân kỹ thuật Sartorius BP 2001S Thụy sỹ

9 Máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ-Melt Mỹ

11 Bản mỏng silicagel GF254 Merck Đức

12 Pipet 0,5ml, 1ml, 5ml, 10ml Đức

13 Ống đong 20ml, 25ml, 100ml Trung Quốc

14 Bình chiết 50ml, 100ml, 250ml Trung Quốc

20 Bếp bọc (Heating Mantles) Hàn Quốc

21 Máy đo phổ hồng ngoại GX-Perkin Elmer Mỹ

22 Máy đo phổ khối lượng Agilent 6310 Ion

23 Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân

- Thực hiện phản ứng ngưng tụ tạo hợp chất bis-2-mercaptobenzimidazol

2 Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc của các dẫn chất tổng hợp được

3 Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư của một số dẫn

chất 2-mercaptobenzimidazol tổng hợp được

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Tổng hợp hóa học

- Sử dụng các phương pháp thực nghiệm cơ bản trong hóa học hữu cơ để tổng hợp các chất dự kiến

- Dùng SKLM để theo dõi tiến triển của phản ứng Soi đèn tử ngoại ở bước sóng 254nm để nhận biết vết sắc ký

- Xác định độ tinh khiết của các sản phẩm tổng hợp được bằng phương pháp SKLM và đo nhiệt độ nóng chảy

2.3.2 Xác định cấu trúc

Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được dựa trên kết quả phân tích

phổ hồng ngoại (IR), Phổ khối lượng phân tử (MS), Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H – NMR)

Phổ hồng ngoại (IR):

Được ghi tại phòng Phân tích hữu cơ - Viện hóa học Việt Nam, trên máy Perkin Elmer với kỹ thuật viên nén KBr trong vùng 4000-400cm-1 Mẫu rắn được phân tán trong KBr đã sấy khô với tỷ lệ khoảng 1:200 rồi ép dưới dạng viên nén dưới áp lực cao có hút chân không để loại bỏ hơi ẩm

Dải hấp thụ nằm trong vùng 1640-1590 cm-1 đặc trưng cho liên kết C=N; vùng 1512-1403 cm-1 đặc trưng cho liên kết C=C và vùng 1371-1257 cm-1 đặc trưng cho liên kết C-N

Dải hấp thụ trong vùng 3179-3136 cm-1 đặc trưng cho liên kết N-H

Dải hấp thụ trong vùng 1750-1738 cm-1 đặc trưng cho liên kết C=O, vùng 1220-1179 cm-1 đặc trưng cho liên kết C-O

Phổ khối lượng phân tử (MS):

Được ghi theo chế độ không phân mảnh (ESI) trên máy Autospec Premier tại khoa Hóa Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Hà Nội và trên máy Agilent

6310 Ion Trap tại phòng Phân tích hữa cơ - Viện Hóa học các hợp chất thiên

nhiên - Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam Phổ cộng hưởng từ