Tài liệu Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 1,4-bis(1h-benzo[d]imidazol-2-yl-thio) butan

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -------------------- SAR VUTHY NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,4-BIS(1HBENZO[D]IMIDAZOL-2-YL-THIO) BUTAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2013 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -------------------- SAR VUTHY NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,4-BIS(1HBENZO[D]IMIDAZOL-2-YL-THIO) BUTAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. PGS.TS. 2. DS. T ị P ươ Nơi thực hiện: Bộ mô Cô Trườ HÀ NỘI - 2013 i p Dược ại ọc Dược Hà ội LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian làm việc nghiêm túc được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, gia đình cùng bạn bè, tôi đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 1,4-bis(1Hbenzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan”. Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện đã trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này. Đồng thời, tôi cũng xin chân thành cám ơn DS. Nguyễn Văn Giang, DS. Phạm Thị Hiền và DS. Nguyễn Thị Phương của phân môn Tổng hợp Hóa dược - Bộ môn Công Nghiệp Dược đã rất nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận. Tôi cũng xin được gửi lời cám ơn đến các thầy cô, anh chị thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, cũng như các thầy cô trong trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập suốt 5 năm qua. Cuối cùng, tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn giúp đỡ, động viên, quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận này. Tôi xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 21 tháng 5 năm 2013 Sinh viên SAR VUTHY MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1 CHƢƠNG 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 ..............................................................................................2 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 hóa 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 ...............................................................3 1.3.2. Tác dụng giảm cholesterol máu và chống xơ cứng động mạch ........................7 1.3.3. Tác dụng chống ung thư ....................................................................................8 1.3.4. Tác dụng chống co giật ...................................................................................10 1.3.5. Tác dụng chống bài tiết acid dịch vị, ức chế bơm proton H+/K+-ATPase và chống viêm loét dạ dày .............................................................................................11 1.3.6. Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol .............................13 1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 1,4-BIS(1H-BENZO[D]IMIDAZOL-2YL-THIO)BUTAN ........................................................................................................13 1.4.1. Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol từ o-phenylendiamin hoặc dẫn chất o-phenylendiamin ...............................................................................14 1.4.2. Phản ứng tạo bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio) và dẫn chất ......................15 1.4.3. Phản ứng thế vào vị trí N1 và N1’ trên nhân benzimidazol ............................16 1.4.3.1. Phản ứng alkyl hóa .......................................................................................16 1.4.3.2. Phản ứng acyl hóa ........................................................................................16 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................................................................................................18 2.1. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ ....................................................................................18 2.1.1. Hóa chất ..........................................................................................................18 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ .............................................................................................19 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .....................................................................................20 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................20 2.3.1. Tổng hợp hóa học ............................................................................................20 2.3.2. Xác định cấu trúc ............................................................................................21 2.3.3. Thử tác dụng sinh học .....................................................................................21 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................22 3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC ..........................................................................................22 3.1.1. Tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol ................................................................22 3.1.2. Tổng hợp 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan ................................24 3.1.2.1. Tổng hợp tác nhân 1,4-dibromobutan ..........................................................24 3.1.2.2. Tổng hợp 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan .............................25 3.1.3. Tổng hợp một số dẫn chất thế ở vị trí N1 và N1’ của 1,4-bis(1Hbenzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan .............................................................................26 3.1.3.1. Tổng hợp 1,4-bis(1-benzyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan .............26 3.1.3.2. Tổng hợp 1,4-bis(1-methoxycarbonylmethyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan ..................................................................................................................28 3.1.3.3. Tổng hợp 1,4-bis(1-ethoxycarbonylmethyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan ..................................................................................................................30 3.2. KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT CỦA CÁC DẪN CHẤT TỔNG HỢP ĐƢỢC ..................32 3.3. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP ĐƢỢC ...................................33 3.3.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) ...........................................................33 3.3.2. Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) .........................................................35 3.3.3. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) ................36 3.4. THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC .................................................................................38 3.4.1. Nguyên tắc ......................................................................................................38 3.4.2. Cách tiến hành .................................................................................................38 3.5. BÀN LUẬN ...........................................................................................................42 3.5.1. Về tổng hợp hóa học .......................................................................................42 3.5.2. Về thử tác dụng sinh học .................................................................................47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................48 KẾT LUẬN .............................................................................................................48 KIẾN NGHỊ ............................................................................................................48 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ADN : Acid 2’-deoxynucleic ATCC : American Type Culture Collection AcOH : Acid acetic CTCT : Công thức cấu tạo DMF : N,N-dimethylformamid DMSO : Dimethyl sulfoxid DMAc : Dimethylacetamid EtOCS2K : Kali ethyl xanthat EtOH : Ethanol ECA : Ethyl cloroacetat HIV : Virus suy giảm miễm dịch ở người (Human Immunodeficiency Virus) 1 H – NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) IR : Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) MCA : Methyl cloroacetat MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng phân tử (Mass spectrometry) Rf : Hệ số lưu giữ (retention factor) SKLM : Sắc ký lớp mỏng THF : Tetrahydrofuran to : Nhiệt độ tonc : Nhiệt độ nóng chảy µM : Micromol VSV : Vi sinh vật VK : Vi khuẩn DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Các dẫn chất của công thức (1) 4 Bảng 1.2 Các dẫn chất của công thức (2) 5 Bảng 1.3 Các dẫn chất của công thức (3) 5 Bảng 1.4 Các dẫn chất của công thức (4) 6 Bảng 1.5 Các dẫn chất của công thức (5) 7 Bảng 1.6 Các dẫn chất của công thức (22) 10 Bảng 1.7 Các dẫn chất của công thức (23) 12 Bảng 1.8 Các dẫn chất của công thức (24) 12 Bảng 2.1 Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm 18 Bảng 2.2 Các máy móc, dụng cụ sử dụng trong quá trình thực nghiệm 19 Bảng 3.1 Tóm tắt kết quả tổng hợp hóa học 32 Bảng 3.2 Giá trị Rf và nhiệt độ nóng chảy của các chất tổng hợp được 33 Bảng 3.3 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của 5 chất đã tổng hợp được 34 Bảng 3.4 Kết quả phân tích phổ khối lượng của 5 chất đã tổng hợp được 35 Bảng 3.5 Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton của 5 chất đã tổng hợp được. 36 Bảng 3.6 Các môi trường trong thử nghiệm kháng khuẩn và kháng nấm 39 Bảng 3.7 Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn 41 Bảng 3.8 Kết quả thử tác dụng kháng nấm 42 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH STT Tên hình ảnh, hình vẽ Trang 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 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 CTCT chung của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu của Gigani Yaseen năm 2010 CTCT chung của dẫn chất bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio) theo nghiên cứu của G. Srikanth năm 2010 CTCT của bis ở vị trí N1 và N1’ trong nghiên cứu của G. Srikanth năm 2010 CTCT chung của dithiobis(1H-benzimidazol) trong nghiên cứu của G. Srikanth năm 2010 CTCT chung của dẫn chất bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio) theo nghiên cứu của K. Aoki và K. Aikawa năm 1999 4 5 5 6 7 Hình 1.9 Công thức cấu tạo của Hoechst 33258 và Hoechst 33342 9 Hình 1.10 CTCT của dẫn chất 2-(4-methoxyphenyl)-1H-benzimidazol 9 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 CTCT của dẫn chất 2-cloromethyl-1,5,6-trimethyl-1Hbenzimidazol-4,7-dion CTCT chung của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu của K. Anandarajagopal và cộng sự CTCT chung của dẫn chất benzimidazol theo nghiên cứu của Sung Yun Cho và cộng sự năm 2001 CTCT chung của dẫn chất benzimidazol theo nghiên cứu của B. Bhushan Lohray và cộng sự Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất II-a Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất III-a Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất III-b Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất III-c Hình ảnh theo dõi phản ứng bằng SKLM của phản ứng tạo chất III-d Dạng hỗ biến của chất 2-mercaptobenzimidazol 10 10 11 12 23 25 27 29 31 35 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ STT Sơ đồ 1 Sơ đồ 2 Sơ đồ 3 Tên sơ đồ Sơ đồ tổng hợp 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan và dẫn chất Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo Maw-Ling Wang và Biing-Lang Liu Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol của Van Allan và Deacon Trang 13 14 14 Sơ đồ 4 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ o-nitroamin 15 Sơ đồ 5 Phản ứng tạo bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio) và dẫn chất 15 Sơ đồ 6 Sơ đồ 7 Sơ đồ 8 Sơ đồ 9 Phản ứng alkyl hóa thế vào vị trí N1 và N1’ trên nhân benzimidazol Phản ứng acyl hóa thế vào vị trí N1 và N1’ trên nhân benzimidazol Sơ đồ các dẫn chất 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan đã được tổng hợp Sơ đồ tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol 16 17 22 22 Sơ đồ 10 Sơ đồ tổng hợp 1,4-dibromobutan 24 Sơ đồ 11 Sơ đồ tổng hợp 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan 25 Sơ đồ tổng hợp 1,4-bis(1-benzyl-1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan Sơ đồ tổng hợp 1,4-bis(1-methoxycarboylmethyl-1HSơ đồ 13 benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan Sơ đồ tổng hơp 1,4-bis(1-ethoxycarboylmethyl-1HSơ đồ 14 benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan Sơ đồ 12 26 28 30 Sơ đồ 15 Cơ chế phản ứng đóng vòng 2-mercaptobenzimidazol. 43 Sơ đồ 16 Vai trò của KOH trong phản ứng tạo chất II-a 43 Sơ đồ 17 Cơ chế thế ái nhân lưỡng phân tử (SN 2) của phản ứng tạo chất III-a 44 Sơ đồ 18 Cơ chế phản ứng alkyl hóa của nhân benzimidazol 45 Sơ đồ 19 Phản ứng tạo muối amino bậc 4 46 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, khi xã hội ngày càng phát triển thì mô hình bệnh tật của con người ngày càng phức tạp, xuất hiện nhiều căn bệnh mới. Do đó, việc tìm ra những loại thuốc mới để đáp ứng nhu cầu điều trị là việc làm hết sức thiết thực. 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 bằng nhiều 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. 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, kháng nấm, chống viêm, giảm đau, trị giun sán, chống co giật, ức chế virus, chống ung thư...Trong đó dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu trong thời gian gần đây. Để góp phần làm phong phú thêm các nghiên cứu về tổng hợp và thử tác dụng sinh học của các dẫn chất benzimidazol, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất 1,4-bis(1Hbenzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan” với 2 mục tiêu chính: 1. Tổng hợp một số dẫn chất 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio)butan. 2. Thử hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của một số dẫn chất đã 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 nhà khoa học Hoebrecher phát minh ra lần đầu tiên vào năm 1872 [19]. 7 6 H N1 2 5 4 N 3 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 [26,31]. Hình 1.2. Cấu trúc hóa học của phân tử vitamin B12 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 [19]. 3 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: 7 6 5 4 H 1 N N 3 2 SH 1H-Benzo[d]imidazol-2-thiol Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của phân tử 2-mercaptobenzimidazol Công thức phân tử : C 7 H6 N2 S Khối lượng phân tử : 150,2 g/mol 1.2.2. Tính chất hóa lý học của 2-mercaptobenzimidazol Độ tan: Tan được 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/100ml 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 kỷ vừa qua, các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol đã thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học do 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 [8,26,27]. 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 dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol có công thức tổng quát như sau: 4 (1) H2 H C N H N R S N Hình 1.4. Công thức cấu tạo chung của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu của Gigani Yaseen năm 2010 Bảng 1.1. Các dẫn chất của công thức (1) cho bởi bảng sau: Gốc R Ký hiệu của chất 1a 1b H N OH H N NO2 H N 1c N N CH3 CO 1d N O2N 1e 1f H N NO2 O H N C N 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 và Bacillus subtilis ATCC 6633, ở nồng độ khác nhau là 50µg/ml, 100µg/ml và 200µg/ml (sử dụng chất đối chiếu là Ciprofloxacin). 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 E. 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(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio). Trong đó điển hình là nhóm các dẫn chất sau: 5 (2) H N S (CH2)n S N R R' N N H (n = 2, 3) Hình 1.5. Công thức cấu tạo chung của dẫn chất bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio) theo nghiên cứu của G. Srikanth năm 2010 Bảng 1.2. Các dẫn chất của công thức (2) cho bởi bảng sau: R = R’ TT Ký hiệu các chất n 1 2a 2 2b 3 2c F2HCO- 4 3a H 5 3b 6 3c H 2 H3CO- 3 H3COF2HCO- R2 N R1 S N (CH2)n (3) (n = 2, 3) N S R1' N R2' Hình 1.6. Công thức cấu tạo của bis ở vị trí N1 và N1’ trong nghiên cứu của G. Srikanth năm 2010 Bảng 1.3. Các dẫn chất của công thức (3) cho bởi bảng sau: TT Ký hiệu của chất 1 4a 2 4b 3 4c 4 5a 5 5b 6 5c n R1 = R 1 ’ R2 = R 2 ’ H 2 H3CO-COCH3 3 F2HCOH H3COF2HCO- 6 H N S N R3 R3' N S (4) N H Hình 1.7. Công thức cấu tạo chung của dithiobis(1H-benzimidazol) trong nghiên cứu của G. Srikanth năm 2010 Bảng 1.4. Các dẫn chất của công thức (4) cho bởi bảng sau: TT Ký hiệu của chất R 3 = R3 ’ 1 6a H 2 6b CH3O- 3 6c F2HCO- Tác dụng kháng nấm 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 250μg/ml và 500μg/ml. Tuy nhiên, tác dụng ức chế này vẫn còn kém hơn chất đối chiếu ketoconazol [26,27]. Tác dụng kháng khuẩn Người ta sử dụng Staphylococus aureus là đại diện cho vi khuẩn Gram(+) và Escherichia coli 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 100μg/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, tác dụng này rất tốt khi ở nồng độ 100µg/ml. 7 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 [26,27]. 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(1H-benzo[d]imidazol-2-yl-thio) có công thức cấu tạo chung như sau: R4 7 R5 N 3' N 2 6 R6 (5) 1 S 5 4 L1 S 4' 5' 2' N 3 6' 1' N R4' R6' R5' 7' Hình 1.8. Công thức cấu tạo chung của dẫn chất bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio) theo nghiên cứu của Kozo Aoki và Kazuhiro Aikawa năm 1999 Bảng 1.5. Các dẫn chất của công thức (5) cho bởi bảng sau: Ký hiệu của R4 = R4’ R5 = R5’ R6 = R6’ H H H -COC2H5 H H 8a H H H 8b -CH2C6H5 H H 8c -SO2CH3 H H -COC2H5 H -CH3 -COC2H5 -CN H 8f -CH3 -NO2 H 8g -COC2H5 -CH3 -CH3 8h -COC2H5 Cl -CF3 H H H -COC2H5 H H H H H -COC2H5 H H chất 7a 7b 8d 8e 9a 9b 10a 10b L1 (CH2)4 (CH2)5 (CH2)6 (CH2)8 8 11a H H H 11b -CH2C6H5 H H -COC2H5 -CH3 H -COC2H5 Cl Cl 11c O 11d Tác dụng chống tăng lipid máu và chống xơ cứng động mạch được đánh giá thông qua tỷ lệ hình thành Cholesterol Ester (CE%) trong máu của chuột và thỏ [8]. Kết quả cho thấy trong số các dẫn chất mang thử thì các chất 7a, 7b, 8a-8h, 9a, 9b, 10a, 10b và 11a-11d 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 acid nucleic và ngăn chặn việc sao chép ADN, cuối cùng làm tế bào chết [5]. 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 topoisomerase I [5]. 9 (14) Hoechst 33342 (15) Hoechst 33258 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-(4methoxyphenyl)-1H-benzimidazol và thử hoạt động kháng tế bào ung thư của các dẫn chất đó [20]. OCH3 OCH3 O2N N (16) N O2N X N H X = O, S (17) OCH3 N O2N N H (18) Hình 1.10. Công thức cấu tạo của dẫn chất 2-(4-methoxyphenyl)-1H-benzimidazol 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 2cloromethyl-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]. 10 O O H 3C N H3C N CH3 O Cl (19) H3C N H3C N CH3 O CH3 O N Cl SO2C6H5 (20) O N N O (21) Cl N CH3 O Hình 1.11. Công thức cấu tạo của dẫn chất 2-cloromethyl-1,5,6-trimethyl-1Hbenzimidazol-4,7-dion 1.3.4. Tác dụng chống co giật Những dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol với công thức tổng quát: R7 H N N R8 S (22) N Hình 1.12. Công thức cấu tạo chung của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu của K. Anandarajagopal và cộng sự Bảng 1.6. Các dẫn chất của công thức (22) có tác dụng chống co giật: R7 Ký hiệu của chất % Hiệu quả chống co giật N R8 O 22a 26,10 % N O 22b 75,96 % N O 22c H3C 22d 22e 38,49 % N 82,51 % N HN N O 22f N 85,98 % 80,24 %