Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẶT VẤN ĐỀ Dị vòng benzimidazol là một nhóm dẫn chất rất được quan tâm trong tổng hợp hóa dược. Khung này được dùng để phát triển nên các phân tử dược học và sinh học quan trọng. Năm 1872, Hobrecker báo cáo đã tổng hợp thành công những benzimidazol đầu tiên là 2,5 và 2,6dimethylbenzimidazol, ông không ngờ rằng sau này khung benzimidazol sẽ trở thành một cấu trúc ưu việt như vậy 30. Khung benzimidazol giành được sự quan tâm trong giới hóa học là do sự phát hiện ra N ribosyldimethylbenzimidazol là một hợp chất của benzimidazol nổi bật nhất trong tự nhiên, nó đóng vai trò như là một phối tử cho cobalt trong vitamin B12 5. Sau nhiều năm nghiên cứu, benzimidazol và các dẫn xuất của nó được xem là những cấu trúc quan trọng trong hóa dược với tác dụng sinh học đa dạng như: diệt ký sinh trùng (đặc biệt là giun sán như: albendazol, mebendazol); chống loét (ức chế bơm proton (PPI): omeprazol); hạ huyết áp (kháng thụ thể angiotensin II: candesartan, telmisartan); kháng histamin (đối kháng thụ thể H1: bilastin); chống ung thư (các mù tạc nitơ, bendamustin), thuốc chống nônchống loạn tâm thần (droperidol) 19, 27, 29. Các dẫn chất benzimidazol được gắn thêm các dị vòng thơm khác như: oxadiazol, triazolo,… sẽ làm tăng cường các tác dụng sinh học, tác dụng thường được quan tâm đến là tác dụng kháng khuẩn và gây độc tế bào ung thư 15, 20. Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 52(1Hbenzodimidazol2yl)ethyl1,3,4oxadiazol” với hai mục tiêu sau: 1. Tổng hợp được một số dẫn chất của 52(1Hbenzodimidazol2 yl)ethyl1,3,4oxadiazol. 2. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm và gây độc tế bào ung thư của các chất tổng hợp được.
BỘ Y TẾ BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐẬU THỊ GIANG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 5[2-(1H-BENZO[d]IMIDAZOL-2YL)ETHYL]-1,3,4-OXADIAZOL-2THIOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI-2014 BỘ Y TẾ BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐẬU THỊ GIANG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 5[2-(1H-BENZO[d]IMIDAZOL-2YL)ETHYL]-1,3,4-OXADIAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Giang Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI-2014 LỜI CẢM ƠN Trước hết xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Đình Luyện, ThS Nguyễn Văn Giang, người thầy trực tiếp hướng dẫn, cho lời khuyên quý báu, tạo điều kiện giúp đỡ q trình nghiên cứu để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn thầy cô Bộ môn Công Nghiệp Dược, đặc biệt là: TS Nguyễn Văn Hải, ThS Phạm Thị Hiền CN Phan Tiến Thành Tổ mơn Tổng hợp Hóa dược Bộ mơn Cơng nghiệp dược nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Trong q trình thực khóa luận tơi nhận giúp đỡ môn Vi sinh-Sinh học trường Đại học Dược Hà Nội, cán Phịng Phân tích phổ-Viện Hóa học-Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Viện Công nghệ Sinh học-Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam thư viện Trường Đại học Dược Hà Nội, xin chân thành cảm ơn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ bạn bè ln động viên, khích lệ tơi sống học tập Hà Nội, ngày 14 tháng năm 2014 Sinh viên Đậu Thị Giang MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ - Chương TỔNG QUAN - 1.1 Một số tác dụng sinh học dẫn chất benzimidazol - 1.1.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. - 1.1.2 Tác dụng ký sinh trùng 1.1.3 Tác dụng ức chế bơm proton - 1.1.4 Tác dụng chống viêm, giảm đau - 1.1.5 Tác dụng gây độc tế bào ung thư - 1.1.6 Tác dụng khác 1.2 Tác dụng dẫn chất mang khung benzimidazol oxadiazol - 1.2.1 Tác dụng gây độc tế bào ung thư 1.2.2 Tác dụng kháng khuẩn 10 1.3 Tổng hợp dẫn chất benzimidazol - 11 1.3.1 Phản ứng tạo vòng benzimidazol 11 1.3.2 Phản ứng tạo vòng 1,3,4-oxadiazol 12 1.3.3 Phản ứng S-alkyl hóa - 13 Chương NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 14 2.1 Nguyên liệu, thiết bị 14 2.1.1 Hóa chất - 14 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ - 15 2.2 Nội dung nghiên cứu 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu 17 2.3.1 Tổng hợp hóa học 17 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp 17 2.3.3 Xác định cấu trúc 17 2.3.4 Thử tác dụng sinh học - 18 Chương THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ, BÀN LUẬN 19 3.1 Tổng hợp hóa học - 19 3.1.1 Tổng hợp acid 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic (I) - 20 3.1.2 Tổng hợp acid 3-(5-nitro-1H-benzo[d]midazol-2-yl)propanoic (II) 20 3.1.3 Tổng hợp Ethyl 3-(5-nitro-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)propanoat (III) - 21 3.1.4 Tổng hợp 3-(5-nitro-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)propanehydrazid (IV) 22 3.1.5 Tổng hợp 5-(2-(5-nitro-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)ethyl)-1,3,4-oxadiazol2-thiol (V) - 22 3.1.6 Tổng hợp N-(4-(4-(5-(2-(5-nitro-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)ethyl)-1,3,4oxadiazol-2-ylthio)butoxy)phenyl)acetamid (VIa) - 23 3.1.7 Tổng hợp 2-(benzylthio)-5-(2-(5-nitro-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)ethyl)1,3,4-oxadiazol (VIb) 23 3.1.8 Tổng hợp 2-((1H-benzo[d]imidazol-2-yl)methylthio)-5-(2-(5-nitro-1Hbenzo[d]imidazol-2-yl)ethyl)-1,3,4-oxadiazol (VIc) 24 3.1.9 Tổng hợp tác nhân - 25 3.2 Kiểm tra độ tinh khiết 28 3.3 Xác định cấu trúc chất sản phẩm - 29 3.3.1 Phổ hồng ngoại (IR) - 29 3.3.2 Phổ khối lượng (MS) 29 3.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) - 30 3.4 Thử tác dụng sinh học 31 3.4.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm - 31 3.4.2 Thử tác dụng gây độ tế bào ung thư 36 3.5 Bàn luận 38 3.5.1 Về tổng hợp hóa học 38 3.5.2 Về kết phổ. - 40 3.5.3 Về tác dụng sinh học - 42 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT - 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 PHỤ LỤC - DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT H-NMR ADN ATCC BuOH CTCT Dm DMF DMSO DO EtOH g h HIV IR MIC MeOH MRSA MS PPA SKLM SRB Rf VSV t0nc Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H nuclear magnetic resonance) Acid 2’-deoxynucleic American Type Culture Collection n-Butanol Công thức cấu tạo Dung môi N,N-dimethylformamid Dimethyl sulfoxid Mật độ quang Ethanol Gam Giờ Virus gây suy giảm miễm dịch người (Human Immunodeficiency Virus) Phổ hồng ngoại (infrared spectrum) Nồng độ ức chế tối thiểu (minimum inhibitory concentration) Methanol S aureus kháng methicilin Phổ khối (mass spectroscopy) Acid polyphosphoric Sắc ký lớp mỏng Sulfohydramin Hệ số lưu giữ (retension factor) Vi sinh vật Nhiệt độ nóng chảy DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Các dẫn chất 2-(trifluoromethyl)-1H-Benzimidazol Bảng 1.2 Các thuốc ức chế bơm proton Bảng 2.1 Danh mục hóa chất, dung mơi 14 Bảng 2.2 Danh mục máy móc, thiết bị, dụng cụ 15 Bảng 3.1 Kết tổng hợp hóa học 27 Bảng 3.2 Kết đo Rf t0nc chất tổng hợp 28 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ hồng ngoại chất sản phẩm 29 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ khối chất sản phẩm 29 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ 1H-NMR chất V 30 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ 1H-NMR chất VIa 30 Bảng 3.7 Kết phân tích phổ 1H-NMR chất VIb 31 Bảng 3.8 Kết phân tích phổ 1H-NMR chất VIc 31 Bảng 3.9 Các môi trường thử nghiệm kháng khuẩn, kháng 33 nấm Bảng 3.10 Kết thử kháng khuẩn, kháng nấm 34 Bảng 3.11 Kết thử tác dụng gây độc tế bào ung thư 38 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tr Hình 1.1 Cơng thức chất theo nghiên cứu Panneer Selvam Hình 1.2 Cơng thức chung dẫn chất 2-(trifluoromethyl)-1H-Benzimidazol Hình 1.3 Cơng thức chung thuốc ức chế bơm proton Hình 1.4 Công thức dẫn chất theo nghiên cứu Avinash Patil cộng Hình 1.5 Cơng thức số chất theo nghiên cứu C S Kavitha Hình 1.6 Cơng thức chất theo nghiên cứu Seref Demirayak cộng Hình 1.7 Cơng thức chất cách gắn kết vào rãnh AND Hình 1.8 Cơng thức số chất theo nghiên cứu Mohammad Shaharyar 10 Hình 3.1 Cơ chế phản ứng đóng vịng 1,3,4-oxadiazol 39 Hình 3.2 Dạng hỗ biến V 41 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Tr Sơ đồ 1.1 Phản ứng tổng hợp chất theo nghiên cứu C S Kavitha Sơ đồ 1.2 Sơ đồ tổng hợp theo nghiên cứu Asif Husain cộng Sơ đồ 1.3 Tổng hợp chất theo nghiên cứu Salahuddin cộng 11 Sơ đồ 1.4 o-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic thơm 12 Sơ đồ 1.5 Tổng hợp 2-alkyl 2-arylbenzimidazol theo phương pháp vi sóng 12 Sơ đồ 1.6 sơ đồ tổng hợp acid 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic 12 Sơ đồ 1.7 Phản ứng tạo vòng oxadiazol theo Shelly Gapil cộng 13 Sơ đồ 1.8 Phản ứng tạo vòng oxadiazol theo Salahuddin cộng 13 Sơ đồ 1.9 Phản ứng S-akyl hóa 5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol 13 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ tổng hợp chất dự kiến 19 Sơ đồ 3.2 Sơ đồ tổng hợp N-(4-bromobutoxy)phenyl acetamid 25 Sơ đồ 3.3 Sơ đồ tổng hợp 2-cloromethyl-5-nitro-1H-benzimidazol 25 Sơ đồ 3.4 Phản ứng đóng vịng benzimidazol 38 Sơ đồ 3.5 Phản ứng tạo dẫn chất dibenzimidazolethan 39 ĐẶT VẤN ĐỀ Dị vòng benzimidazol nhóm dẫn chất quan tâm tổng hợp hóa dược Khung dùng để phát triển nên phân tử dược học sinh học quan trọng Năm 1872, Hobrecker báo cáo tổng hợp thành công benzimidazol 2,5- 2,6-dimethylbenzimidazol, ông không ngờ sau khung benzimidazol trở thành cấu trúc ưu việt [30] Khung benzimidazol giành quan tâm giới hóa học phát Nribosyl-dimethylbenzimidazol hợp chất benzimidazol bật tự nhiên, đóng vai trò phối tử cho cobalt vitamin B12 [5] Sau nhiều năm nghiên cứu, benzimidazol dẫn xuất xem cấu trúc quan trọng hóa dược với tác dụng sinh học đa dạng như: diệt ký sinh trùng (đặc biệt giun sán như: albendazol, mebendazol); chống loét (ức chế bơm proton (PPI): omeprazol); hạ huyết áp (kháng thụ thể angiotensin II: candesartan, telmisartan); kháng histamin (đối kháng thụ thể H1: bilastin); chống ung thư (các mù tạc nitơ, bendamustin), thuốc chống nôn/chống loạn tâm thần (droperidol) [19, 27, 29] Các dẫn chất benzimidazol gắn thêm dị vòng thơm khác như: oxadiazol, triazolo,… làm tăng cường tác dụng sinh học, tác dụng thường quan tâm đến tác dụng kháng khuẩn gây độc tế bào ung thư [15, 20] Do đó, chúng tơi thực đề tài: “Tổng hợp thử tác dụng sinh học số dẫn chất 5[2-(1H-benzo[d]imidazol-2-yl)ethyl]-1,3,4-oxadiazol” với hai mục tiêu sau: Tổng hợp số dẫn chất 5-[2-(1H-benzo[d]imidazol-2yl)ethyl]-1,3,4-oxadiazol Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm gây độc tế bào ung thư chất tổng hợp Phụ lục Phổ khối lượng MS chất VIb Phụ lục Phổ khối lượng MS chất VIc Phụ lục Phổ 1H-NMR chất V Phụ lục 10 Phổ 1H-NMR mở rộng chất V Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR chất VIa Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR mở rộng chất VIa Phụ lục 13 Phổ 1H-NMR chất VIb Phụ lục 14 Phổ 1H-NMR mở rộng chất VIb Phụ lục 15 Phổ 1H-NMR chất VIc Phụ lục 16 Phổ 1H-NMR mở rộng chất VIc Phụ lục 17 Báo cáo tác dụng gây độc tế bào ung thư Phụ lục 18 Báo cáo tác dụng gây độc tế bào ung thư Phụ lục 19 Báo cáo tác dụng gây độc tế bào ung thư Phụ lục 20 Báo cáo tác dụng gây độc tế bào ung thư Phụ lục 21 Báo cáo tác dụng gây độc tế bào ung thư ... 3114 VIb 3447 3044 VIc 329 0 3107 ʋCHankan ʋC=Oamid ʋasNO2 ʋsNO2 1550 13 32 1514 1339 1 522 1340 1 520 13 42 2930 29 23 28 59 1659 2 8 52 29 31 28 54 Nhận xét: phổ IR xuất đỉnh hấp thụ đặc trưng nhóm chức,... 3 .2: Kết giá trị Rf T0nc chất tổng hợp Rf T0nc (0C) 0,64 22 9 -23 0 0,75 143-146 CH2Cl2: MeOH= 20 : 0,55 121 - 124 IV BuOH: AcOH: H2O= 9: 2: 2, 5 0,48 118- 121 V BuOH: MeOH: H2O= 10:1 :3 0,76 27 1 -27 4... -S-CH2-CH2-CH2O-) 1,98 (3H; s; CH3-CO-) 3 ,23 (2H; t; -CH2-CH2-CO=N-) 3, 42 (2H; t; -CH2-CH2-CO=N-) 3,91 (2H; t; -CH2-O-) 6, 82- 7,44 (4H; d; CHAr) 7,66-8,39(3H; d; C7-H) 8,06 (1H; d; C6-H) 8,39 (1H;