KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dược học FULL (CND và BC) tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất của acid 2 phenylthiazolidin 4 carboxylic

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘITỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA ACID 2-PHENYLTHIAZOLIDIN-4- CARBOXYLIC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI... BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI H

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA ACID 2-PHENYLTHIAZOLIDIN-4-

CARBOXYLIC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC

SĨ

HÀ NỘI

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA ACID 2-PHENYLTHIAZOLIDIN-4-

HÀ NỘI

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến

thầy giáo PGS TS Nguyễn Đình Luyện, người đã trực tiếp hướng

dẫn cho tôi nhưng lời khuyên quý báu, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Công

Nghiệp Dược, đặc biệt là DS Nguyễn Văn Giang, DS Nguyễn

Thị Lan Hương, DS Phạm Thị Hiền và CN Phan Tiến Thành

của tổ môn Tổng Hợp Hóa dược đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.

Trong quá trình thực hiện khóa luận, tôi đã nhận được sự giúp

đỡ của các thầy cô trường Đại học Dược Hà Nội, cán bộ Phòng Phân tích Phổ - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Phòng phân tích Hữu cơ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, tôi xin chân thành cảm ơn.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ và bạn bè - những người luôn động viên, khích lệ tôi trong cuộc sống và học tập.

Hà Nội, ngày 21 tháng 5 năm

Sinh viên

MỤC LỤC

M

Ụ C L Ụ C

DANH M Ụ C CH Ữ , KÝ HI Ệ U VI Ế T T Ắ T

DANH M Ụ C CÁC B Ả NG

DANH M Ụ C CÁC HÌNH V Ẽ

ĐẶ

T V ẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔ NG QUAN 2

1.1 TÁ C D Ụ N G SINH H Ọ C C Ủ A A ICD 2 - P HENY L TH I AZ O L I D I N 4

-CARBOXYLIC VÀ D Ẫ N CH Ấ T 2

1.1.1.Tác d ụ ng kháng khu ẩ n, kháng n ấ m, kháng lao 2

1.1.2.Tác d ụ ng giãn m ạ ch, h ạ huy ế t áp 6

1.1.3.Tác d ụ ng ứ c ch ế virus cúm A 7

1.1.4.Tác d ụ ng ch ống ung thư 8

1.2 PHƯƠNG PHÁP TỔ NG H Ợ P CÁC D Ẫ N CH Ấ T C Ủ A ACID

2-P HENY L TH I A Z OL I D IN- 4 -C A RB OXYL IC 12

1.2.1.Ph ả n ứng đóng vòng tạ o acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic 12

1.2.1.1.T ổ ng h ợ p TCA t ừ L-cystein và d ẫ n ch ấ t benzaldehyd 12

1.2.1.2.T ổ ng h ợ p TCA t ừ L-cystein hydroclorid monohydrat và d ẫ n ch ấ t benzaldehyd 12

1.2.2.Ph ả n ứ ng ở v ị trí N-3 c ủ a acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic 13

1.2.3.Ph ả n ứ ng trên nhóm acid – COOH c ủ a acid 2-phenylthiazolidin-4 carboxylic 15

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U 17

2.1 NGUYÊN LI Ệ U 17

2.2.D Ụ NG C Ụ , THI Ế T B Ị 18

2.3.N Ộ I DUNG NGHIÊN C Ứ U 19

2.4.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U 19

2.4.1.T ổ ng h ợ p hóa h ọ c 19

2.4.2.Ki ểm tra độ tinh khi ế t 19

2.4.3.Xác đị nh c ấ u trúc 19

2.4.4.Th ử ho ạ t tính sinh h ọ c 20

Chương 3 THỰ C NGHI Ệ M, K Ế T QU Ả VÀ BÀN LU Ậ N 21

3.1 ỔT NG H Ợ P HÓA H Ọ C 21

3.1.1.T ổ ng h ợ p acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic và d ẫ n ch ấ t 21

3.1.1.1.T ổ ng h ợ p acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic ( 2a ) 21

3.1.1.2.T ổ ng h ợ p acid 2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)thiazolidin-4-carboxylic ( 2b ) 22

3.1.1.3.T ổ ng h ợ p acid 2-(4-clorophenyl)thiazolidin-4-carboxylic ( 2c ) 23

3.1.1.4.T ổ ng h ợ p acid 2-(4-methoxyphenyl)thiazolidin-4-carboxylic ( 2d )

23

3.1.2.T ổ ng h ợ p acid 3- tert -butoxycarbonyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic và d ẫ n ch ấ t 24

3.1.2.1.T ổ ng h ợ p acid 3- tert -butoxycarbonyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic ( 3a ) 24

3.1.2.2.T ổ ng h ợ p acid 3- tert -butoxycarbonyl-2-(4-hydroxy-3-methoxy phenyl)thiazolidin-4-carboxylic ( 3b ) 25

3.1.2.3.T ổ ng h ợ p acid 3- tert -butoxycarbonyl-2-(4-clorophenyl) thiazolidin-4-carboxylic( 3c ) 25

3.1.2.4.T ổ ng h ợ p acid 3-tert-butoxycarbonyl-2-(4-methoxyphenyl)

thiazolidin-4-carboxylic ( 3d ) 26

3.1.3.Tóm t ắ t k ế t qu ả t ổ ng h ợp đượ c 27

3.2.KI ỂM TRA ĐỘ TINH KHI Ế T 28

3.3.XÁC ĐỊ NH C Ấ U TRÚC 29

3.3.1.Ph ổ h ồ ng ngo ạ i (IR) 29

3.3.2.Ph ổ kh ố i lượ ng (MS) 31

3.3.3.Ph ổ c ộng hưở ng t ừ h ạ t nhân proton ( 1 H-NMR) 31

3.4 HO Ạ T TÍNH SINH H Ọ C 33

3.4.1.Ho ạ t tính kháng khu ẩ n 33

3.4.2.Ho ạ t tính kháng n ấ m 36

3.5.BÀN LU Ậ N 39

3.5.1.V ề t ổ ng h ợ p hóa h ọ c 39

3.5.1.1.T ổ ng h ợ p acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic và d ẫ n ch ấ t 39

3.5.1.2.T ổ ng h ợ p acid N- tert -butoxycarbonylthiazolidin-4-carboxylic và d ẫ n ch ấ t 39

3.5.2.V ề ho ạ t tính sinh h ọ c 40

K Ế T LU Ậ N VÀ KI Ế N NGH Ị 41

1.K Ế T LU Ậ N 41

2.KI Ế N NGH Ị 42 TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O

PH

Ụ L Ụ C

DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT

ACE Enzym chuyển hóa Angiotensin

Boc2O Di-tert-butyl dicarbonat

1H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

(1H - Nuclear Magnetic resonance spectroscopy)

IC50 Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử

(Inhibition concentration at 50%)

IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)

MIC Nồng độ ức chế tối thiểu

(Minimum inhibitory concentration)

MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry)

Rf Hệ số lưu giữ (Retension factor)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: K ế t qu ả th ử tác d ụ ng sinh h ọ c kháng n ấ m c ủ a m ộ t s ố d ẫ n ch ấ t 6

Bảng 1.2 : K ế t qu ả th ử tác d ụ ng ứ c ch ế AngI và ACE c ủ a m ộ t s ố ch ấ t 6

Bảng 1.3: K ế t qu ả tác d ụ ng ứ c ch ế virus thông qua ứ c ch ế NA 8

Bảng 1.4: K ế t qu ả tác d ụ ng ch ống ung thư củ ac ủ a (4R)-2-phenyl- N-tetradecylthiazolidin-4-carboxamid hydroclorid ( 17a ) 9

Bảng 1.5: K ế t qu ả khán g ung thư củ a các ch ấ t 2-(4-acetamidophenyl)-N-hexadecylthiazolidin-4-carboxamid ( 18a) 10

Bảng 1.6: K ế t qu ả tác d ụ ng ch ống ung thư c ủ a 2-phenyl-3-propionyl thiazolidin-4-carboxylat ethyl ester ( 19 ) 11

Bảng 2.1: Danh mục các nguyên liệu 17

Bảng 2.2: Danh mục các thiết bị, dụng cụ 18

Bảng 3.1: Kết quả tổng hợp hóa học 27

Bảng 3.3: K ế t qu ả ki ểm tra độ tinh khi ế t b ằ ng SK LM và đo nhiệt độ nóng ch ả y 29

Bảng 3.2: Số liệu phổ IR (cm -1 ) của các chất 3a-d 30

Bảng 3.3: Số liệu phân tích phổ khối lượng của các chất 3a-d 31

Bảng 3.4: Số liệu phân tích phổ 1 H-NMR của các chất 3a-d 31

Bảng 3.5: Đường kính vóng vô khuẩn của 3a-3d (D mm) 35

Bảng 3.6 : Đường kính vòng vô nấm của 3a-3d (D mm) 38

DANH MỤC CÁC HÌNH

VẼ

Hình 1.1: CTCT c ủ a acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic 2

Hình 1.2 : CTCT c ủ a acid 2-(5-fluoro-2-hydroxyphenyl)thiazolidin-4-carboxylic ( 2a ) 2

Hình 1.3 : CTCT c ủ a acid 3-( tert -butoxycarbonyl)-2-(5-fluoro-2-hydroxy phenyl)-1,3-thiazolidin-4-carboxylic ( 2b ) 3

Hình 1.4: CTCT c ủ a (4-benzylpiperazin-1-yl)-(2-(4-fluorophenyl)thiazolidin -4-yl)methanon ( 9a ) 5

Hình 1.5: CTCT c ủ a (4R)-2-phenyl-N-tetradecylthiazolidin-4-carboxamid hydroclorid ( 17a ) 9

Hình 1.6: CTCT c ủ a 2-(4-acetamidophenyl)-N-hexadecylthiazolidin-4-carboxamid ( 18a ) 10

Hình 1.7: CTCT c ủ a 2-phenyl-3-propionylthiazolidin-4-carboxylat ethyl ester ( 19 ) 10

Hình 3.1: Sơ đồ t ổ ng h ợ p acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic và d ẫ n ch ấ t 21

Hình 3.2: SKLM của chất 3a 24

Hình 3.3: SKLM của chất 3b 25

Hình 3.4: SKLM của chất 3c 26

Hình 3.5: SKLM của chất 3d 27

ĐẶT VẤN ĐỀ

Thuốc sử dụng trong công tác phòng và chữa bệnh có nhiều nguồn gốckhác nhau, trong đó các thuốc hiện nay chủ yếu có nguồn gốc từ tổng hợpvàbán tổng hợp hóa học Trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển thuốc mới, cácnhà nghiên cứu thường dựa trên cấu trúc của các chất đang được dùng làmthuốc hoặc các chất có tác dụng dược lý, có triển vọng để tạo ra các chất mới

dự đoán có tác dụng tốt hơn, ít độc tính hơn và có hiệu quả hơn trong điều trị

Acid 2-phenylthiazolin-4-carboxylic và dẫn chất là một dãy chất dịvòng đã được nghiên cứu một cách hệ thống về mặt hóa học cũng như tácdụng sinh học Nhiều công trình nghiên cứu đã công bố cho thấy các dẫn chấtcủa acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic có hoạt tính sinh học đa dạng như:kháng nấm, kháng khuẩn [6,12,20], chống ung thư [18], kháng virus [9],kháng lao [14]… và nhiều tác dụng dược lý khác [8,15]

Với mong muốn góp phần nghiên cứu làm đa dạng về các các dẫn chất

của acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic, chúng tôi thực hiện đề tài “Tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất của acid 2- phenylthiazolidin-4-carboxylic” gồm hai mục tiêu chính sau đây:

1 Tổng hợp được một số dẫn chất của acid carboxylic

2-phenylthiazolidin-4-2 Thử hoạt kháng nấm, kháng khuẩn với các chất tổng hợp được

Chương 1 TỔNG QUAN1.1 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA AICD 2- PHENYLTHIAZOLIDIN- 4- CARBOXYLICVÀ DẪN CHẤT

Acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic có công thức cấu tạo như sau:

Hình 1.1: CTCT của acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic

1.1.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm,kháng lao

Năm 2009, Z C Song và cộng sự đã tổng hợp các dẫn chất của TCA và

thử tác dụng tác dụng kháng khuẩn in vitro với Bacillus subtilis ATCC

6633, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Pseudomonas aeruginosa ATCC

13525, Escherichia coli ATCC 35218 và được so sánh với kanamycin B,

Trong nghiên cứu này, Z C Song và cộng sự tổng hợp thêm 9 dẫn chất

acid 3-tert-butoxycarbonyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic (TBCA) từ TCA tương ứng và tert-butyloxycarbonyl anhydrid (Boc2O) Kết quả cho thấy, cácchất TBCA có hoạt tính kháng khuẩn tăng rất nhiều so với TCA tương ứng

Đáng chú ý nhất là acid 3-(tert-butoxycarbonyl)-2-(5-fluoro-2-hydroxy

phenyl)-1,3-thiazolidin-4-carboxylic (2b) có hoạt tính kháng P aeruginosa

(IC50 = 0,195 µg/ml) mạnh hơn kanamycin B (IC50 = 3,125 µg/ml) vàpenicillin G (IC50 = 6,25 µg/ml) [20]

Hình 1.3: CTCT của acid

3-(tert-butoxycarbonyl)-2-(5-fluoro-2-hydroxyphenyl)-1,3-thiazolidin-4-carboxylic (2b)

Năm 2011, K A El-Sharkawy và cộng sựtổng hợp dẫn chất acid acetyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng

N-nấm với: Bacillius subtilis, Bacillus pumilus, Pseudomonas aeruginosa,

Escherichia coli và nấm Candida utilis Kết quả thử được so sánh với hai chất

đối chiếu là: sulfadimidin, amoxycillin trihydrat

3a, R1 = H

3b, R2 = CH3

3c, R3 = CH2CH2SCH3

Các chất (3a-c) có hoạt tính kháng khuẩn B subtilis, B pumilis, P.

aeruginosa, E coli (MIC = 75-250 µg/ml) Trong đó hợp chất (3b):

3-acetyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic-L-alanin methyl ester chỉ tác dụng với B.

subtilis và B biomilus (MIC = 125 µg/ml) Các chất (4-8) đều có hoạt tính

kháng khuẩn (MIC = 75-250 µg/ml) với B subtilis, P aeruginosa, E.coli, B.

biomil nhưng hầu hết đều không cho thấy khả năng ức chế nấm Candida utilis [6].

Năm 2011, D Sriram và cộng sự đã tổng hợp 64 dẫn chất TCA và thử

hoạt tính kháng vi khuẩn lao: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (MTB),

Mycobacterium smegmatis (MC2) Hoạt tính kháng lao được so sánh với cáckháng sinh isoniazid (INH), rifampicin (RIF), ciprofloxacin

R1 = H, OCH3

R2 = H, F, NO2, OH

Đối với Mycobacterium tuberculosis, cả 64 chất đều cho tác dụng ức

chế rất tốt (MIC = 0,12-20,94 µM), trong đó 17 chất có MIC nhỏ hơn 1 µM.Khi so sánh với isoniazid (MIC = 0,66 µM) thì có 13 chất có tác dụng tốt hơn.Ngoài ra có 3 hợp chất có hoạt tính mạnh hơn rifampicin (MIC = 0,23 µM)

và 42 hợp chất kháng khuẩn tốt hơn ciprofloxacin (MIC = 4,71 µM) Đáng

chú ý nhất là chất

(4-benzylpiperazin-1-yl)-(2-(4-fluorophenyl)thiazolidin-4-yl)methanon (9a) có tác dụng ức chế vi khuẩn lao rất tốt (MIC = 0,12 µM)

gấp 5,5 lần isoniazid và 1,9 lần so với rifampicin

Hình 1.4: CTCT của (4-benzylpiperazin-1-yl)-(2-(4-fluorophenyl)

thiazolidin-4-yl)methanon (9a)

Đối với Mycobacterium smegmatis, cả 64 chất đều thể hiện khả năng

ức chế (MIC = 1,23-39,5µM) tốt hơn isoniazid (MIC >123 µM) và rifampicin(MIC = 45,57 µM) Trong đó có 8 hợp chất có hoạt tính hơn ciprofloxacin(MIC = 2,35 µM) [14]

Năm 2003, Y S Prabhakar cùng cộng sự đã tổng hợp dẫn chất ở vị trí2,3,4 trên nhân thơm của TCA và đồng thời thử tác dụng kháng nấm đối với

Candida albicans (CA), Cryptococus neoformans (CN), Tricophyton mentagrophytes (TM) và Aspergillus fumigatus (AF).

Kết quả cho thấy tất cả các chất có hoạt tính kháng nấm yếu, tuy nhiên

đối với Candida albicans (CA) thì ảnh hưởng của các nhóm thế tới khả năng

kháng CA là không đáng kể [12]

Bảng 1.1:Kết quả thử tác dụng sinh học kháng nấm của một số dẫn chất

-Chú thích: CA: Candida albicans, CN: Cryptococus neoformans, TM:

Tricophyton mentagrophytes, AF: Aspergillus fumigatus

1.1.2 Tác dụng giãn mạch, hạ huyết áp

Năm 1984, Junichi Iwao và cộng sự đã tổng hợp các dẫn chất acid

2-phenylthiazolidin-4-carboxylic và thử tác dụng giãn mạch in vivo trên chuột.

Các dẫn chất đều có tác dụng giãn mạch thông qua ức chế angiotensin I(AngI) và angiotensin I-converting enzym (ACE) nên có tác dụng làm hạhuyết áp [17]

Bảng 1.2: Kết quả thử tác dụng ức chế AngI và ACE của một số chất.

Angiotensin I IC50 (µM)

ACE IC50 (µM)

11

Năm 2011, Yu Liu và cộng sự đã tổng hợp dẫn chất TCA, thử tác dụng

ức chế virus cúm A thông qua ức chế enzym neuraminidase (NA) của virus

Tất cả các hợp chất đều có tác dụng ức chế NA với IC50 = 30,4 - 0,14

µM, trong đó chất acid

2-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)thiazolidin-4-carboxylic (16) có hoạt tính mạnh nhất (IC50 = 0,14 µM) nhưng yếu hơn 7 lần

so với chất đối chiếu oseltamivir carboxylat [9]

1.1.4 Tác dụng chống ung thư

Năm 2007, W Li và cộng sự tổng hợp dẫn chất amid của TCA, thử tácdụng ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư trong khối u ác tínhSKMEL-188, WM-164 và tế bào tạo sợi fibroblast

Hầu hết các chất đều thể hiện có tác dụng ức chế, đặc biệt là hợp chất

(4R)-2-phenyl-N-tetradecylthiazolidin-4-carboxamid (17a) có tác dụng tốt

trên cả 3 dòng tế bào hơn sorafenib và DTIC nhưng yếu hơn taxol trên 2 dòng

tế bào là SKMEL-188 và WM-164 Tuy nhiên chất 17a có tác dụng chọn lọc

trên fibroblast (IC50 = 6,1 µM) tốt hơn taxol (IC50> 10 µM) [18]

WM-164 (IC50 µM)

Fibroblast (IC50 µM)

Fibroblast: Tế bào tạo sợi

Năm 2009, Yan Lu và cộng sự đã tổng hợp các dẫn chất amid của TCA

(18) và thử tác dụng chống ung thư invitro trên các dòng tế bào trong khối u

ác tính và ung thư tuyết tiền liệt

Hầu hết các chất đều thể hiện tác dụng ức chế các tế bào ung thư, đặcbiệt là hợp chất 2-(4-acetamidophenyl)-N-hexadecylthiazolidin-4-carboxamid

(18a) có tác dụng rất tốt trên tất cả các tế bào thử Tuy nhiên khả năng chống ung thư của 18a còn yếu hơn rất nhiều so với colchicin [10].

Hình 1.6: CTCT của

2-(4-acetamidophenyl)-N-hexadecylthiazolidin-4-carboxamid (18a) Bảng 1.5: Kết quả kháng ung thư của các chất2-(4-acetamidophenyl)-N-

0,010 ±0,002

0,011 ±0,001

0,016 ±0,004

0,020 ±0,001

Chú thích: A 375, B16-F1: Khối u ác tính

DU 145, PC-3, LNCaP, PPC-1: Tế bào ung thư tuyến tiền liệt Năm 2012, F E Onen-Bayram và cộng sự đã tổng hợp và thử tác dụngsinh học chống ung thư của (2RS,4R)-2-phenyl-3-propionylthiazolidin-4-

carboxylat ethyl ester (19) trên các dòng tế bào ung thư ở gan, vú, trực tràng

và nội mạc tử cung Kết quả được so sánh với 2 chất chống ung thư đã đượcbiết đến là camptothecin (CPT) và 5-fluorouracil (5-FU) [7]

Hình 1.7: CTCT của 2-phenyl-3-propionylthiazolidin-4-carboxylat

ethyl ester (19)

Bảng 1.6: Kết quả tác dụng chống ung thư của

2-phenyl-3-propionylthiazolidin-4-carboxylat ethyl ester (19)

Mô Dòng tế bào IC50 Chất 19 (µM) IC50 CPT (µM) IC50 5FU (µM)

Kết quả cho thấy chất 19 có tác dụng ức chế sự phát triển của các tế bào

ung thư rất tốt Đặc biệt là ức chế tế bào ung thư vú CAMA-1 với IC50 =0,01±0,42 µM

1.2 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT CỦA ACID

2- PHENYLTHIAZOLIDIN-4-CARBOXYLIC

1.2.1 Phản ứng đóng vòng tạo acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic

Phản ứng đóng vòng tạo TCA chủ yếu được tổng hợp từ nguyên liệuL-cystetin (hoặc L-cystein hydroclorid monohydrat) và các dẫn chấtbenzaldehyd

1.2.1.1 Tổng hợp TCA từ L-cystein và dẫn chất benzaldehyd

Khuấy hỗn hợp L-cystein và benzaldehyd trong ethanol (methanol) ởnhiệt độ phòng Sau khi phản ứng kết thúc, tủa sinh ra được lọc, rửa bằng

ethanol (methanol), sấy đến khô thu được chất 20 [5,10,15]

1.2.1.2 Tổng hợp TCA từ L-cystein hydroclorid monohydrat và dẫn chất

benzaldehyd

Hòa tan L-cystein hydroclorid monohydrat và CH3COOK (NaHCO3

hoặc CH3COONa) trong nước ở nhiệt độ phòng Sau đó thêm từ từbenzaldehyd trong ethanol (methanol) vào dung dịch trên Sau khi phản ứng

kết thúc, tủa sinh ra được lọc, rửa, sấy thu được sản phẩm 21 [4,8,9,13,19]

Nghiên cứu gần đây nhất, F Esra Onen-Bayram, Irem Durmaz và cộng

sự đã tổng hợp TCA từ L-cystein hydroclorid monohydrat với hiệu suất100%

Cho các hạt pellets NaOHvào L-cystein hydrochlorid monohydratetrong nước Sau khi tan hoàn toàn, cho thêm ethanol, benzaldehyd và khuấytrong 3h ở nhiệt độ phòng Kết tủa được lọc, rửa bằng nước và sấy thu được

chất 22 Hiệu suất phản ứng 100% [7]

1.2.2 Phản ứng ở vị trí N-3 của acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic

Năm 1986, L A Pavlova đã tổng hợp thành công hợp chất acid

N-tert-butyloxycarbonyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic (23) trong Et3N/DMF

Thêm từ từ Et3N vào hỗn hợp TCA trong DMF đến tan hoàn toàn Nhỏgiọt từ từ Boc2O vào dung dịch trên, khuấy ở nhiệt độ phòng trong 2h Tiếnhành chiết bằng ethylacetat Dịch chiết được rửa bằng KHSO4 5% và dung

dịch muối NaCl bão hòa, cất quay chân không thu được sản phẩm 23 [11]

Năm 1991, Howard-Lock tổng hợpchất acid

3-benzoyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic (24) trong pyridin.

Ở 00C, hòa tan TCA trong pyridin Khuấy và nhỏ dần dần benzoylclorid cho tới khi hỗn hợp phản ứng chuyển sang dạng dầu màu vàng Phản

ứng diễn ra trong 24h trong tủ lạnh Cất quay chân không thu được cặn thô,sau đó hòa tan trong DCM và rửa bằng nước Dịch DCM được làm khan, lọc,

và cất quay chân không đến kiệt Tiếp tục hòa tan trong methanol và acid hóatới pH 2-3 bằng HCl, thêm nước từ từ cho đến khi dung dịch có màu hơi đục

Để yên hỗn hợp này ở nhiệt độ phòng cho tới khi tinh thể hình thành và kết

tinh lại trong methanol nóng, thu được chất rắn 24 màu vàng nhạt (hiệu suất

60%) [16]

Năm 2009, Z C Song và cộng sự tổng hợp 9 dẫn chất acid

3-tert-butoxycarbonyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic (TBCA) từ TCA tương ứng

và tert-butoxycarbonyl anhydrid (Boc2O)

Quy trình tổng hợp như sau:

Hòa tan TCA và NaOH trong 1,4-dioxan ở 00C trong 2h Thêm từ từBoc2O và khuấy ở 00C trong 1h và 5h tiếp theo ở nhiệt độ phòng Hỗn hợpphản ứng được rửa bằng ethyl acetat để loại hết dung môi, sau đó chiết 3 lầnbằng ethyl acetat Dịch chiết được rửa bằng dung dịch muối NaCl bão hòa,làm khan bằng MgSO4 khan, cất quay tới khô thu được sản phẩm rắn màu

trắng 25 Hiệu suất 87-96% [20]

Năm 2011, Yu Liu và cộng sư nghiên cứu, tổng hợp dẫn chất acid

3-(2-cloro-acetyl)-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic (26).

Quy trình phản ứng như sau: TCA, NaHCO3 được hòa tan trong nước,thêm nhỏ giọt ClCH2COCl và khuấy ở nhiệt độ phòng cho đến khi không cònnguyên liệu Điều chỉnh đến pH 8-9 bằng NaHCO3, rửa bằng DCM Acid hóapha nước bằng acid citric đến pH 2-3, sau đó chiết bằng DCM Dịch chiếtđược làm khan và cất quay chân không thu được sản phẩm thô Tinh chế bằng

sắc ký cột thu được 26 Hiệu suất 70,2% [9]

1.2.3 Phản ứng trên nhóm acid –COOH của acid

2-phenylthiazolidin- 4carboxylic.

Năm 2009, Yan Lu và cộng sự đã tổng hợp dẫn chất amid (2RS, aryl-N-(3,4,5-trimethoxyphenyl)thiazolidin-4-carboxamid

4R)-2-(a) Boc2O; NaOH 1N; 1,4-dioxan, H2O

(b) EDCI; HOBt; TEA; 3,4,5-trimethoxyanilin

(c) TFA, CH2Cl2

Hòa tan TCA trong NaOH và 1,4-dioxan, sau đó làm lạnh ở 00C Tiến

hành nhỏ dần dần di-tert-butyldicarbonat và khuấy ở nhiệt độ phòng trong 1h,

cất quay chân không và rửa bằng ethyl acetat Pha nước còn lại được acid hóatới pH = 4 bằng HCl 1N hoặc KHSO4 5%, sau đó tiến hành chiết bằng ethylacetat Dịch chiết được làm khan bằng MgSO4 khan, lọc và cất quay chân

không thu được chất rắn màu trắng là acid TCA đã được bảo vệ nhóm chứcamin bằng Boc.

Hòa tan chất rắn, EDCI và HOBT trong CH2Cl2 ở nhiệt độ phòng trong

10 phút Sau đó cho thêm 3,4,5-trimethoxyanilin và Et3N, khuấy ở nhiệt độphòng từ 6-8h Pha loãng phản ứng bằng CH2Cl2 và rửa lần lượt với nước,muối NaCl bão hòa, NaHCO3 và làm khan bằng MgSO4 khan Cất quay chânkhông để loại bỏ dung môi thu được sản phẩm dầu Loại bỏ nhóm bảo vệ Bocbằng cách khuấy với TEA trong CH2Cl2 từ 1-8h ở nhiệt độ phòng Hỗn hợpphản ứng được cô đậm đặc bằng cất quay dưới áp suất giảm, sau đó rửa vớiNaCl bão hòa, NaHCO3 và làm khan Cất quay thu được sản phẩm27 Hiệu

suất 69,5% [10]

Năm 2012, F E Onen-Bayram và cộng sự tổng hợp dẫn chất ester của

TCA là 2-phenylthiazolidin-4-carboxylat ethyl ester (28).

Hòa tan thionyl clorid trong ethanol ở 00C Khuấy và thêm từ từ TCAvào dung dịch trên Phản ứng diễn ra ở nhiệt độ phòng và khuấy trong 24h.Cất quay chân không để loại dung môi Cặn thô được hòa tan trong CH2Cl2,rửa với dung dịch NaHCO3 bão hòa và nước, làm khan bằng NaSO4 Cất quay

chân không thu được chất 28 Hiệu suất 73% [7]

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU2.1 NGUYÊN LIỆU

Khóa luận đã sử dụng nguyên vật liệu, thiết bị, dụng cụ của phòng thínghiệm Tổng hợp Hóa dược – Bộ môn Công nghiệp Dược, bao gồm

Bảng 2.1: Danh mục các nguyên liệu

7 Máy đo phổ hồng ngoại Impact410 (Viện Hóa học

-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) Mỹ8

Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR)

Bruker AV-500 (Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa

học và Công nghệ Việt Nam)

Mỹ

9

Máy khối phổ khối lượng phân giải cao FT-ICR-MS-

Varian 910MS (Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa

học và Công nghệ Việt Nam)

Mỹ

10

Máy đo phổ khối lượng 1100 Series LC/MSD Trap

(Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ

Việt Nam)

Mỹ

2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Tổng hợp các dẫn chất acid 2-phenylthiazolidin-4-carboxylic (2a-d) và dẫn

chất acid 3-tert-butoxycarbonyl-2-phenylthiazolidin-4-carboxylic (3a-d) có

cấu trúc hóa học như sau:

a: R1 = R2 = H

b: R1 = OCH3, R2 = OH

c: R1 = H, R2= Cl

d: R1 = H, R2 = OCH3

 Xác định cấu trúc của các chất 3a-d tổng hợp bằng cách đo phổ hồng

ngoại, phổ khối lượng và phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR)

 Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm in vitro của các chất 3a-d.

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.4.1 Tổng hợp hóa học

Dựa trên những nguyên tắc, phương pháp cơ bản của hóa học hữu đểtổng hợp các chất dự kiến

2.4.2 Kiểm tra độ tinh khiết

Chạy SKLM trên bản mỏng silicagel F254, soi kiểm tra dưới đèn tử ngoại 254 nm

Đo nhiệt độ nóng chảy trên máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ-Melt

2.4.3 Xác định cấu trúc

Dựa trên các kết quả phân tích phổ IR, MS, 1H-NMR

 Phổ IR: tại phòng phân tích cấu trúc phân tử Viện Hóa học – Viện Hàn lâmKhoa học và Công nghệ Việt Nam, các chất đã được ghi phổ hồng ngoạitrên máy với kỹ thuật viên nén KBr ghi trong vùng 4000-400cm-1.Các mẫurắn được phân tán trong KBr đã sấy khô với tỷ lệ khoảng 1:200 rồi ép dướidạng film mỏng dưới áp lực cao có hút chân không để loại bỏ hơi ẩm [1,2].

 Phổ MS: Máy đo phổ khối lượng 1100 Series LC/MSD Trap Viện Hóa học

- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Nguyên tắc chung của phương pháp phổ khối lượng là dùng các electronmang năng lượng cao bắn phá phân tử hợp chất hữu cơ trung hòa thành cácion phân tử mang điện tích dương hoặc phá vỡ thành các mảnh ion, cácgốc Các ion được phân tách rồi được ghi lại tín hiệu theo tỉ số khốilượng/điện tích (m/ze) của chúng Vì xác suất tạo thành ion có z>1 là rấtnhỏ và vì điện tích của 1 electron không đổi nên thông thường m/ze chính

là khối lượng của ion [3]

 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) được ghi trên máy BrukerAV-500 tại Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệViệt Nam

2.4.4 Thử hoạt tính sinh học

Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm tiến hành theo phương phápkhuếch tán trên thạch, thực hiện tại bộ môn Vi sinh- Sinh học của Trường Đạihọc Dược Hà Nội

Chương 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

cho đến khi hết bọt khí sinh ra Sau đó thêm từ từ 2,2ml (0,02mol)benzaldehyd trong 20ml ethanol tuyệt đối vào dung dịch trên.Tiến hành phảnứng ở nhiệt độ phòng trong 24h Theo dõi phản ứng bằng SKLM với hệ dungmôi n-butanol: acid acetic: nước = 9:2:2,5 Kết thúc phản ứng lọc lấy tủa, rửa

bằng nước và ethanol, sấy khô Kết tinh lại trong ethanol thu được chất 2a.

c Kết quả

 Cảm quan: tinh thể hình kim, màu trắng

 Lượng sản phẩm thô: 4,0g

 Sau kết tinh: m2a = 3,1g

 Hiệu suất phản ứng: H2a= 71,8%