Tài liệu Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất 2-Arylbenzimidazol

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐẶNG THỊ KHÁNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2013 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐẶNG THỊ KHÁNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYLBENZIMIDAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện 2. DS. Phạm Thị Hiền Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2013 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian làm việc khẩn trương 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 một số dẫn chất 2-arylbenzimidazol”. Với tất cả sự kính trọng, trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS. TS Nguyễn Đình Luyện đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi nghiên cứu thực hiện khóa luận này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo DS. Nguyễn Văn Giang, DS. Phạm Thị Hiền và CN. Phan Tiến Thành của Tổ môn Tổng hợp Hóa dược - Bộ môn Công nghiệp dược đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận vừa qua. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, cũng như các thầy cô trong Trường Đại học Dược Hà Nội đã dạy bảo tôi tận tình trong suốt năm năm học và đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè những người đã động viên, giúp đỡ tôi suốt thời gian đi học và trong suốt quá trình thực hiện đề tài Khóa luận tốt nghiệp. Hà Nội, ngày 21 tháng 05 năm 2013 Sinh viên Đặng Thị Khánh MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................2 1.1. TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2ARYL BENZIMIDAZOL ...............................................................................2 1.1.1. Tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn ............................................................2 1.1.2. Tác dụng chống ung thư .............................................................................3 1.1.3. Tác dụng chống tăng huyết áp ....................................................................8 1.1.4. Tác dụng chống virus .................................................................................8 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYL BENZIMIDAZOL ...........................................................................................9 1.2.1. Đóng vòng tạo nhân 2-aryl-1H-benzimidazol từ o-phenylendiamin hoặc dẫn chất của o-phenylendiamin ..................................................................9 1.2.1.1. Phản ứng với acid .................................................................................9 1.2.1.2. Phản ứng với aldehyd .........................................................................10 1.2.2. Tạo các dẫn chất trên nhân 2-aryl-1H-benzimidazol ...............................12 1.2.2.1. Phản ứng bromo hóa ...........................................................................12 1.2.2.2. Phản ứng alkyl hóa .............................................................................13 1.2.3. Phản ứng thế vào vị trí N-1 trên nhân 2-aryl-1H-benzimidazol...............15 CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................................................16 2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT BỊ ....................................................................16 2.1.1. Hóa chất và dung môi ..............................................................................16 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ ......................................................................................17 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................18 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................19 2.3.1. Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết ............................................19 2.3.2. Xác định cấu trúc .....................................................................................19 2.3.3. Thử tác dụng sinh học ..............................................................................20 CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..............................21 3.1. HÓA HỌC ......................................................................................................21 3.1.1. Tổng hợp hóa học .....................................................................................21 3.1.1.1. Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol-2-yl)-2-methoxyphenol (I) ...............21 3.1.1.2. Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol-2-yl)-2-bromo-6-methoxyphenol (II) ............................................................................................................22 3.1.1.3. Tổng hợp 2-(4-benzyloxy)-3-bromo-5-methoxyphenyl)-1Hbenzimidazol (III) ...............................................................................24 3.1.1.4. Tổng hợp ethyl 2-[2-(4-benzyloxy-3-bromo-5-methoxyphenyl)-1Hbenzimidazol-1-yl] acetat (IV) ...........................................................25 3.1.2. Kiểm tra độ tinh khiết ..............................................................................26 3.1.3. Xác định cấu trúc .....................................................................................28 3.1.3.1. Kết quả phổ hồng ngoại (IR) ..............................................................28 3.1.3.2. Kết quả phổ khối lượng (MS).............................................................28 3.1.3.3. Kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) ....................29 3.2. THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC ......................................................................31 3.2.1. Thử hoạt tính kháng khuẩn ......................................................................31 3.2.1.1. Giống vi sinh vật kiểm định ...............................................................31 3.2.1.2. Môi trường thử nghiệm ......................................................................32 3.2.1.3. Nguyên tắc ..........................................................................................32 3.2.1.4. Tiến hành ............................................................................................32 3.2.1.5. Kết quả thử nghiệm ............................................................................33 3.2.2. Thử hoạt tính kháng nấm .........................................................................34 3.2.2.1. Giống vi sinh vật kiểm định ...............................................................34 3.2.2.2. Môi trường thử nghiệm ......................................................................34 3.2.2.3. Nguyên tắc ..........................................................................................35 3.2.2.4. Tiến hành ............................................................................................35 3.2.2.5. Kết quả thử nghiệm ............................................................................36 3.2.3. Thử hoạt tính gây độc tế bào ....................................................................37 3.2.3.1. Nguyên tắc ..........................................................................................37 3.2.3.2. Cách tiến hành ....................................................................................37 3.2.3.3. Kết quả ................................................................................................38 3.3. BÀN LUẬN ...................................................................................................39 3.3.1. Về tổng hợp hóa học ................................................................................39 3.3.1.1. Phản ứng đóng vòng tạo nhân benzimidazol và phản ứng thế trên nhân thơm ...........................................................................................39 3.3.1.2. Phản ứng thế ở vị trí N-1 trên nhân benzimidazol .............................40 3.3.2. Về tác dụng sinh học ................................................................................40 3.3.2.1. Về tác dụng kháng khuẩn ...................................................................40 3.3.2.2. Về tác dụng kháng nấm ......................................................................41 3.3.2.3. Về tác dụng gây độc tế bào.................................................................41 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ......................................................................................42 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. PHỤ LỤC ...................................................................................................................... CHÚ GIẢI CHỮ VIẾT TẮT 1 H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H Nuclear Magnetic Resonance proton) ADN Acid 2’-deoxynucleic ATCC American Type Culture Collection BrdU 5-bromo-2'-deoxyuridin BVDV Virus gây tiêu chảy ở bò (Bovine Viral Diarhoea) CVB Coxsackie B virus DMF N,N-dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxid EC50 Nồng độ 50% tác dụng tối đa (Effective Concentration of 50%) EtOH Ethanol HIV HSV-1 IC50 Virus suy giảm miễm dịch ở người (Human immunodeficiency virus) Herpes Simplex Virus Nồng độ ức chế tối thiểu 50% sự phát triển của tế bào (Inhibitory concentration of 50%) IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) LM Nồng độ dưới micromol (Low Micromol) MIC Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum Inhibitory Concentration) MMC Mitomycin C MRSA MS MTT Tụ cầu vàng kháng methicillin (Methicillin Resistant Staphylococus aureus) Phổ khối lượng (Mass Spectroscopy) Thuốc nhuộm 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromid MW Vi sóng (Micro Wave) NTCC National Type Culture Collection Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) RSKK Refik Saydam National Type Culture Collection SKLM Sắc ký lớp mỏng SNU Tế bào ung thư dạ dày người THF Tetrahyrdofuran to Nhiệt độ tonc Nhiệt độ nóng chảy VSV Vesicular stomatitis virus VV Vaccinia virus YFV Virus gây sốt vàng da (Yellow Fever Virus) DANH MỤC CÁC BẢNG STT 1 Tên bảng Bảng 1.1: Giá trị IC50 của các dẫn chất benzimidazol-4,7-dion trên 3 dòng tế bào ung thư bằng khảo nghiệm MTT Trang 5 2 Bảng 1.2: Kết quả tổng hợp một số dẫn chất 2-arylbenzimidazol 11 3 Bảng 2.1: Danh mục các dung môi, hóa chất 16 4 Bảng 2.2: Danh mục các thiết bị 17 5 Bảng 2.3: Danh mục các dụng cụ 17 6 Bảng 3.1: Kết quả tổng hợp hóa học 26 7 Bảng 3.2: Giá trị Rf và nhiệt độ nóng chảy (tonc) của các chất 27 8 Bảng 3.3: Kết quả phổ hồng ngoại của các chất I-IV 28 9 Bảng 3.4: Kết quả phổ khối lượng của các chất I-V 28 10 Bảng 3.5: Kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton của các chất I-V 29 11 Bảng 3.6: Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn 12 Bảng 3.7: Kết quả thử tác dụng kháng nấm 34 13 Bảng 3.8: Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của 2 chất III, IV 39 36 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình vẽ, đồ thị STT 1 2 3 Hình 1.1: Một số dẫn chất thế ở vị trí 2, 5 của benzimidazol và benzoxazol Hình 1.2: Công thức cấu tạo một số dẫn chất 4-methoxyphenyl1H-benzimidazol Hình 1.3: Công thức cấu tạo của một số dẫn chất 2-aryl-1Hbenzimidazol Trang 2 4 7 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Tên sơ đồ STT Trang 1 Sơ đồ 1.1: o-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic thơm 9 2 Sơ đồ 1.2: 4-cloro-o-phenylenediamin ngưng tụ với acid 2-amino 10 benzoic 3 Sơ đồ 1.3: Tổng hợp 2-alkyl và 2-aryl-benzimidazol theo phương 10 pháp vi sóng 4 Sơ đồ 1.4: o-phenylendiamin đóng vòng với aldehyd 10 5 Sơ đồ 1.5: o-phenylendiamin ngưng tụ với aldehyd 11 6 Sơ đồ 1.6: Tổng hợp dẫn chất 4-(benzimidazol-2-yl)phenol 12 7 Sơ đồ 1.7: o-phenylendiamin đóng vòng với aldehyd thơm bằng công 12 nghệ vi sóng 8 Sơ đồ 1.8: Phản ứng thế N-1 của dẫn chất 2-aryl-1H-benzimidazol 15 9 Sơ đồ 3.1: Các giai đoạn tổng hợp các dẫn chất 2-phenyl 21 benzimidazol 10 Sơ đồ 3.2: Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol-2-yl)-3-methoxyphenol (I) 22 11 Sơ đồ 3.3: Tổng hợp bromo vanillin 22 12 Sơ 23 đồ 3.4: Tổng hợp 4-(1H-benzimidazol-2-yl)-2-bromo-6- methoxyphenol (II) 13 Sơ đồ 3.5: Tổng hợp 4-benzyloxy-3-bromo-5-methoxybenzaldehyd 24 14 Sơ đồ 3.6: Tổng hợp 2-(4-benzyloxy)-3-bromo-5-methoxyphenyl)- 25 1H-benzimidazol (III). 15 Sơ đồ 3.7: Tổng hợp ethyl 2-[2-(4-benzyloxy-3-bromo-5- methoxyphenyl)-1H-benzimidazol-1-yl] acetat (IV) 25 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, tình trạng lạm dụng thuốc diễn ra phổ biến trên thế giới đặc biệt là ở các nước đang hoặc kém phát triển, mà Việt Nam nằm trong số đó. Điển hình là việc sử dụng thuốc kháng sinh không hợp lý đã tạo ra rất nhiều chủng vi khuẩn kháng và đa kháng thuốc, khiến cho việc điều trị trở nên ngày càng khó khăn. Mặt khác, ô nhiễm môi trường, chế độ ăn uống, sinh hoạt không hợp lý…đã làm xuất hiện thêm nhiều bệnh hiểm nghèo như bệnh ung thư, bệnh tim mạch, bệnh tiểu đường, bệnh nội tiết. Thực tế này đòi hỏi con người cần tìm ra nhiều loại thuốc mới có tác dụng điều trị hiệu quả. Nhiều công trình nghiên cứu gần đây cho thấy các dẫn chất 2arylbenzimidazol là nhóm hợp chất dị vòng có tác dụng sinh học rất đa dạng như: kháng nấm, kháng khuẩn, kháng tế bào ung thư, kháng viêm, hạ huyết áp…Việc nghiên cứu tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học của chúng hứa hẹn rất nhiều triển vọng. Chình vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 2-arylbenzimidazol” với các mục tiêu sau: 1. Tổng hợp một số dẫn chất 2-arylbenzimidazol với các nhóm thế khác nhau trên nhân thơm và vị trí N-1. 2. Thử tác dụng gây độc tế bào và kháng nấm, kháng khuẩn của một số dẫn chất 2-arylbenzimidazol tổng hợp được. 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYL BENZIMIDAZOL 1.1.1. Tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn Năm 1997, Sener và cộng sự đã tổng hợp một số dẫn chất thế ở vị trí 2, 5 của benzimidazol và benzoxazol, đồng thời thử tác dụng ức chế vi sinh vật in vitro theo kỹ thuật pha loãng 2 lần liên tiếp. Tác dụng kháng khuẩn được thử với 3 dòng vi khuẩn Gram(+) là: Staphylococcus aureus ATCC 6538, Streptococcus faecalis ATCC 10541, Bacillus subtilis ATCC 6033 và 3 dòng vi khuẩn Gram(–) là: Escherichia coli ATCC 10536, Klepsiella pneumoniae NTCC 52211, Pseudomonas aeruginosa RSKK 355. Kết quả cho thấy các chất tổng hợp được có tác dụng kháng khuẩn yếu trên S. aureus, S. feacalis với MIC nằm trong khoảng 25-50 µg/ml. Riêng 5-nitro-2-cyclohexylmethylbenzimidazol (X=NH, Y=CH2, R=NO2) có tác dụng tốt hơn trên S. aureus với MIC = 12,5 µg/ml. X= O, NH; R= H, Cl, NO2, CH3; Y= CH2 hoặc không có. Hình 1.1: Một số dẫn chất thế ở vị trí 2, 5 của benzimidazol và benzoxazol Đối với tác dụng kháng nấm, hầu hết các chất tổng hợp được đều có tác dụng tốt trên Candida albicans RSKK 628 với MIC trong khoảng 12,5-50,0 µg/ml [21]. Năm 2005, G. Hakan cùng cộng sự đã tiến hành tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn in vitro trên các chủng vi khuẩn S. aureus và S. aureus kháng methicilin (MRSA), E. coli, E. faecalis, kháng nấm C. albicans của 22 dẫn chất 1,2 của 1H-benzimidazol-N-alkyl-5-carboxamidin. Kết quả cho thấy hợp chất 1-(2,4diclorobenzyl)-N-(2-diethylaminoethyl)-1H-benzimidazol-5-carboxamidin và hợp chất 3,4-diclorophenyl ở vị trí C-2 (1) có hoạt tính kháng khuẩn khá mạnh, với MIC 3 = 3,12 mg/ml đối với S. aureus và MRSA, có tác dụng tốt trên E. coli, E. faecalis, C. albican [13]. 1 Năm 2006, Ayhan Kilchigil và cộng sự đã thử tác dụng chống nấm Candida albicans, Candida glabrata và Candida krusei của một số dẫn chất benzimidazol. Kết quả thử tác dụng in vitro hợp chất 2-(p-fluorophenyl)-5-nitro-1propylbenzimidazol (2) (MIC=12,5 µg/ml) có hoạt tính đối với C. albicans tương tự như fluconazol. Tuy nhiên chưa có hợp chất nào tổng hợp được có tác dụng tốt với cả ba loại nấm như các chất đối chiếu (Fluconazol, Metronidazol) [14]. 2 1.1.2. Tác dụng chống ung thư ADN topoisomerase là enzym xúc tác cho quá trình tháo xoắn của ADN siêu xoắn được Wong phát hiện năm 1971. ADN topoisomerase có vai trò quan trọng trong hầu hết các giai đoạn của chu trình tế bào, nó gắn với ADN tạo thành phức hợp thuận nghịch enzym-ADN. Dựa vào cơ chế xúc tác có hai loại ADN topoisomerase là ADN topoisomerase I và II. 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. Camptothecin là thuốc đầu tiên gây độc với topoisomerase I (được chiết tách từ Camptotheca acuminata) [23]. Sau đó năm 1993, Chen và cộng sự nghiên cứu và tìm ra nhóm chất mới chứa vòng benzimidazol có tác dụng gây độc với ADN topoisomerase I, đó là Hoechst 33258 4 và Hoechst 33342 thuộc dẫn chất bis-benzimidazol. Bằng cách gắn vào ADN, những chất này ổn định phức hợp thuận nghịch enzym-ADN, gây mất hoạt tính enzym và cuối cùng gây chết tế bào [7,9,27,28]. Năm 1996, Kim Jung Sun và cộng sự đã tổng hợp một dãy các dẫn chất 4methoxyphenyl-1H-benzimidazol và thử tác dụng ức chế topoisomerase I. Chất 5nitro-2-(4-methoxyphenyl)-1H-benzimidazol thể hiện tác dụng ức chế lớn nhất với topoisomerase I. Trái ngược với các dẫn chất bis-benzimidazol ở trên, những dẫn chất trong nghiên cứu có rất ít hoặc không có ái lực gắn với ADN. Trong thử nghiệm gây độc tế bào, nhóm chất này không có sự kháng chéo với dòng tế bào đã kháng topoisomerase I của camptothecin. Tiếp tục, nghiên cứu mối liên quan cấu trúc - tác dụng của 10 chất trong bảng dưới đây, cho thấy tác dụng gây độc với topoisomerase I hiệu quả hơn khi nhóm thế ở vị trí số 5 là chất nhận liên kết hydro [15]. X CN CHO CH2OH CH2NH2 CONH2 COOH H Br NO2 Y H H H H H H H H H H NO2 Hình 1.2: Công thức cấu tạo một số dẫn chất 4-methoxyphenyl-1H-benzimidazol Năm 2000, Ahn Chan Mug và cộng sự nghiên cứu tác dụng chống ung thư trên 3 dòng tế bào (dòng tế bào ung thư bạch cầu chuột P388, các dòng tế bào ung thư biểu mô dạ dày người SNU-1 và SNU-16) của một dãy các dẫn chất 2-alkyl, 2- 5 aryl, và 2-piperazinylbenzimidazol. Các hợp chất này có khả năng gây độc mạnh chống lại tất cả ba dòng tế bào thử nghiệm [6]. Bảng 1.1: Giá trị IC50 của các dẫn chất benzimidazol-4,7-dion trên 3 dòng tế bào ung thư bằng khảo nghiệm MTT Chất 6-aziridinyl-1,2,5-trimethylbenzimidazol-4,7(1H)- IC50 (μg/ml) P388 SNU-1 SNU-2 0,36 0,34 0,18 1,20 1,00 0,44 1.36 1,05 0,37 1,27 3,34 0,30 2,05 0,95 0,34 1,46 1,43 0,46 0,21 0,32 0,40 0,38 0,26 0,30 0,21 0,30 0,09 0,43 0,40 0,86 dion 6-aziridinyl-2-ethy1-1,5-dimethylbenzimidazol-4,7 (1H)-dion 6-aziridinyl-l,5-dimethyl-3-propylbenzimidazol-4,7 (1H)-dion 6-aziridinyl-2-isopropyl-1,5-dimethylbenzimidazol4,7(1H)-dion 6-aziridinyl-2-butyl-l,5-dimethylbenzimidazol4,7(1H)-dion 6-aziridinyl-2-cyclohexyl-l,5dimethylbenzimidazol4,7(1H)-dion 2-(m-amino)phenyl-6-aziridinyl-l,5dimethylbenzimi dazol-4,7(1H)-dion 2-(acetamidophenyl)-6-aziridinyl-1,5dimethylbenzimidazol-4,7(1H)-dion 6-aziridinyl-l,5-dimethyl-2-(4-methyl-l-piperazinyl) benzimidazol-4,7(1H)-dion MMC 6 Năm 2008, Emine và cộng sự tiếp tục nghiên cứu hoạt tính ức chế ADN topoisomerase I, II của tế bào nhân thật với một vài dẫn chất thế ở vị trí 2, 5 của benzoxazol và benzimidazol. Mười tám dẫn chất được thử hoạt tính tháo xoắn của ADN topoisomerase I, II trong hệ thống tế bào tự do (pBR322 plasmid ADN). Trong đó 2-(4-methoxyphenyl)-5-nitro-1H-benzimidazol (3) gây ức chế cả hai loại ADN topoisomerase. Đồng thời với IC50=248 µM, chất này có hiệu lực gây độc ADN topoisomerase I tốt hơn chất đối chiếu là camptothecin [18]. 3 Năm 2011, Romero Castro cùng cộng sự đã tổng hợp và đánh giá sơ bộ khả năng chống ung thư của sáu dẫn chất 2-aryl-5-nitro-1H-benzimidazol. Độc tính tế bào được đánh giá trên bảy dòng tế bào ung thư người bằng cách sử dụng khảo nghiệm MTT. Hợp chất 2-(4-cloro-3-nitrophenyl)-5-nitro-1H-benzimidazol (4) có tác dụng tốt nhất trên dòng tế bào A549 (dòng tế bào ung thư phổi). Hợp chất này có khả năng gây chết tế bào theo chu trình trên dòng tế bào K562 (dòng tế ung thư bạch cầu), ức chế hoạt động của poly-(ADP-ribose)-polymerase (PARP). Những kết quả nghiên cứu trên cho thấy hợp chất 4 là một tác nhân chống ung thư mạnh [19]. 4 Năm 2012, Balram Soni và cộng sự tổng hợp và đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của 11 dẫn xuất 2-aryl-1H-benzimidazol chống lại các dòng tế bào ung thư ở người. Nghiên cứu cụ thể trên hai dòng tế bào K-562 (bệnh ung thư bạch cầu nguyên bào tủy) và HL-60 (bệnh bạch cầu promyelocytic). Trong số các hợp chất thử nghiệm với dòng tế bào K-562, các hợp chất 1a, 7a và 10a cho thấy hoạt động mạnh và hợp chất 5a tác dụng tốt ức chế sự phát triển trên dòng tế bào HL-60 [8]. 7 R R1 1a H H 2a H -2NO2 3a H -3NO2 4a H -2Cl 5a H -4Cl 6a -2NO2 -2NO2 7a -2NO2 -3NO2 8a -3NO2 -2NO2 9a -3NO2 -3NO2 10a -2Cl -2NO2 11 -2Cl -3NO2 Hình 1.3: Công thức cấu tạo của một số dẫn chất 2-aryl-1H-benzimidazol Năm 2012, Ju-Fang Liu và cộng sự thực hiện nghiên cứu với hợp chất 1benzyl-2-phenyl-benzimidazol (BPB) (5) cho thấy BPB có tác dụng chống ung thư trên tế bào sụn người. BPB gây chết tế bào theo chu trình được đánh giá bằng khảo nghiệm MTT và phân tích dòng cytometry. Trong nghiên cứu này, ta thấy BPB gây chết tế bào theo chu trình trong dòng tế bào sụn (JJ012 và SW 1353 ). Trong nghiên cứu trên động vật cho thấy giảm 40% khối lượng khối u sau 21 ngày điều trị [16]. 5 Năm 2013, Yurttas cùng cộng sự nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất 1-(2-aryl2-oxoethyl)-2-[(morpholin-4-yl)thioxomethyl]benzimidazol và thử tác dụng chống ung thư của chúng. Tác dụng chống ung thư của các hợp chất này được đánh giá bằng khảo nghiệm MTT, phương pháp BrdU trên dòng tế bào A549 (dòng tế bào ung thư phổi). Hầu hết các hợp chất tổng hợp có tác dụng chọn lọc đáng kể trên dòng tế bào này [26]. 8 1.1.3. Tác dụng chống tăng huyết áp Năm 2006, Samuel Estrada-Soto và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tác dụng của của các dẫn chất ở vị trí o-, p-của nhân phenyl gắn vào C2 trên nhân benzimidazol với các nhóm thế (-H , -CH3 , -NO2 , -CF3) trên động mạch chủ của chuột. Các dẫn chất 2-(5-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)phenol (6) và 2-(4methoxyphenyl)-5-nitro-1H-benzimidazol (3) có tác dụng giãn mạch, chống tăng huyết áp [12]. 6 1.1.4. Tác dụng chống virus Năm 2007, Vasquez cùng cộng sự nghiên cứu tổng hợp các dẫn xuất của 1benzoyl-2-(2-nitrophenyl)-1H-benzimidazol và thử tác dụng ức chế sự sao chép ngược của virus HIV-1. Trong đó, hợp chất 1-(2,6-diclorobenzoyl)-2-(2nitrophenyl)-1H-benzimidazol (7) cho hoạt động ức chế chống lại RT-HIV là tốt nhất [24]. 7 Năm 2010, Mechele Tonelli và cộng sự thử tác dụng chống virus của 76 dẫn chất 2-phenylbenzimidazol. Kết quả cho thấy tác dụng chống virus theo thứ tự giảm dần CVB-2, BVDV, HSV-1 và YFV, trong khi đó không có tác dụng trên HIV-1, VSV và RSV, VV chỉ nhạy cảm với 1 số hợp chất. Hợp chất 5,6-dicloro-2-(4nitrophenyl)benzimidazol (8) có hoạt tính cao và chọn lọc chống lại VV (EC50 = 0,1 9 LM), kết quả cho thấy có tác dụng mạnh hơn 18 hoặc 110 lần so với các thuốc tham chiếu là acid mycophenolic và 6-azauridin (EC50 = 1,8 LM và 11 LM) và giảm được tác động có hại lên các tế bào thử [29]. 8 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYL 1.2. BENZIMIDAZOL 1.2.1. Đóng vòng tạo nhân 2-aryl-1H-benzimidazol từ o-phenylendiamin hoặc dẫn chất của o-phenylendiamin 1.2.1.1. Phản ứng với acid Thông thường, o-phenylendiamin được ngưng tụ với các acid mono carboxylic, trong điều kiện phản ứng loại nước, sử dụng các acid như acid polyphosphoric (PPA), acid hydrocloric, acid boric hoặc acid p-toluensulfonic tạo ra các nhóm thế khác nhau ở vị trí số 2 trên nhân benzimidazol. Tuy nhiên việc sử dụng tác nhân yếu hơn đặc biệt là acid Lewis, muối vô cơ, acid vô cơ cải thiện cả hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm [11]. Sơ đồ 1.1: o-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic thơm Trong một số trường hợp, phương pháp Phillips dùng HCl 4N và đun hồi lưu cho phép thực hiên phản ứng ở nhiệt độ thấp hơn và tăng hiệu suất phản ứng. Với các acid thơm như acid benzoic thì hiệu suất phản ứng thường thấp, để tăng hiệu suất cần thực hiện phản ứng trong ống kín với nhiệt độ 180oC-185oC [25]. Theo phương pháp của Sharma và cộng sự, tổng hợp nhân benzimidazol đi từ 4-cloro-o-phenylendiamin được ngưng tụ với acid 2-aminobenzoic sử dụng acid polyphosphoric (PPA) theo sơ đồ sau [22]: