Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 5[2-(1H-Benzo[d]midazol-2-YL) ethyl]11,3,4- oxydiazol-2-thiol

  • Số trang: 77 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 26 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

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 tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện, ThS. Nguyễn Văn Giang, những người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, cho tôi những lời khuyên quý báu, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu để tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Tôi cũng xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Công Nghiệp Dược, đặc biệt là: TS. Nguyễn Văn Hải, ThS. Phạm Thị Hiền và CN. Phan Tiến Thành của Tổ môn Tổng hợp Hóa dược Bộ môn Công nghiệp 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 bộ môn Vi sinh-Sinh học trường Đại học Dược Hà Nội, cán bộ Phòng Phân tích phổ-Viện Hóa học-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Công nghệ Sinh học-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng thư viện Trường Đại học Dược Hà Nội, tôi xin chân thành cảm ơn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ và bạn bè đã luôn động viên, khích lệ tôi trong cuộc sống và học tập. Hà Nội, ngày 14 tháng 5 năm 2014. Sinh viên Đậu Thị Giang. MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ --------------------------------------------------------------------------------- 1 Chương 1 TỔNG QUAN --------------------------------------------------------------------- 2 1.1 Một số tác dụng sinh học của các dẫn chất benzimidazol ------------------------- 2 1.1.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm.--------------------------------------------- 2 1.1.2 Tác dụng trên ký sinh trùng ------------------------------------------------------ 3 1.1.3 Tác dụng ức chế bơm proton ----------------------------------------------------- 4 1.1.4 Tác dụng chống viêm, giảm đau ------------------------------------------------- 6 1.1.5 Tác dụng gây độc tế bào ung thư ----------------------------------------------- 7 1.1.6 Tác dụng khác ---------------------------------------------------------------------- 8 1.2 Tác dụng của dẫn chất mang cả khung benzimidazol và oxadiazol ------------- 8 1.2.1 Tác dụng gây độc tế bào ung thư ------------------------------------------------ 9 1.2.2 Tác dụng kháng khuẩn ---------------------------------------------------------- 10 1.3 Tổng hợp các dẫn chất của 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 2 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 của chất tổng hợp được ------------------------------ 17 2.3.3 Xác định cấu trúc---------------------------------------------------------------- 17 2.3.4 Thử tác dụng sinh học ----------------------------------------------------------- 18 Chương 3 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 thế----------------------------------------------------------- 25 3.2 Kiểm tra độ tinh khiết ------------------------------------------------------------------ 28 3.3 Xác định cấu trúc các 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 quả phổ.------------------------------------------------------------------- 40 3.5.3 Về tác dụng sinh học. ----------------------------------------------------------- 42 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT. --------------------------------------------------------------- 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO ------------------------------------------------------------------ 43 PHỤ LỤC --------------------------------------------------------------------------------------- 1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 1 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 ở 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 của 2-(trifluoromethyl)-1H-Benzimidazol 4 Bảng 1.2 Các thuốc ức chế bơm proton 5 Bảng 2.1 Danh mục hóa chất, dung môi 14 Bảng 2.2 Danh mục máy móc, thiết bị, dụng cụ 15 Bảng 3.1 Kết quả tổng hợp hóa học 27 Bảng 3.2 Kết đo Rf và t0nc của các chất tổng hợp được 28 Bảng 3.3 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của các chất sản phẩm 29 Bảng 3.4 Kết quả phân tích phổ khối của các chất sản phẩm 29 Bảng 3.5 Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của chất V 30 Bảng 3.6 Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của chất VIa 30 Bảng 3.7 Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của chất VIb 31 Bảng 3.8 Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của chất VIc 31 Bảng 3.9 Các môi trường trong thử nghiệm kháng khuẩn, kháng 33 nấm Bảng 3.10 Kết quả thử kháng khuẩn, kháng nấm 34 Bảng 3.11 Kết quả thử tác dụng gây độc tế bào ung thư 38 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tr . Hình 1.1 Công thức các chất theo nghiên cứu của Panneer Selvam 2 Hình 1.2 Công thức chung dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1H-Benzimidazol 4 Hình 1.3 Công thức chung các thuốc ức chế bơm proton 5 Hình 1.4 Công thức các dẫn chất theo nghiên cứu của Avinash Patil và cộng sự 6 Hình 1.5 Công thức một số chất theo nghiên cứu C. S. Kavitha 6 Hình 1.6 Công thức các chất theo nghiên cứu Seref Demirayak và cộng sự 7 Hình 1.7 Công thức chất 9 và cách gắn kết của nó vào các rãnh AND 8 Hình 1.8 Công thức một số chất theo nghiên cứu Mohammad Shaharyar 10 Hình 3.1 Cơ chế phản ứng đóng vòng 1,3,4-oxadiazol 39 Hình 3.2 Dạng hỗ biến của V 41 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Tr. Sơ đồ 1.1 Phản ứng tổng hợp các chất theo nghiên cứu C. S. Kavitha 6 Sơ đồ 1.2 Sơ đồ tổng hợp theo nghiên cứu Asif Husain và các cộng sự 9 Sơ đồ 1.3 Tổng hợp các chất theo nghiên cứu Salahuddin và các cộng sự 11 Sơ đồ 1.4 o-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic thơm. 12 Sơ đồ 1.5 Tổng hợp 2-alkyl và 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 và cộng sự 13 Sơ đồ 1.8 Phản ứng tạo vòng oxadiazol theo Salahuddin và cộng sự 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 các 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 vòng benzimidazol 38 Sơ đồ 3.5 Phản ứng tạo dẫn chất dibenzimidazolethan 39 1 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 2,6-dimethylbenzimidazol, 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 Nribosyl-dimethylbenzimidazol 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 nôn/chống 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 5[2-(1H-benzo[d]imidazol-2-yl)ethyl]-1,3,4-oxadiazol” với hai mục tiêu sau: 1. Tổng hợp được một số dẫn chất của 5-[2-(1H-benzo[d]imidazol-2yl)ethyl]-1,3,4-oxadiazol. 2. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm và gây độc tế bào ung thư của các chất tổng hợp được. 2 Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 Một số tác dụng sinh học của các dẫn chất benzimidazol 1H-benzimidazol 1.1.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. Tham khảo các tài liệu cho thấy trong các dẫn chất benzimidazol thì các dẫn chất được thế ở vị trí C2 cho tác dụng mạnh hơn, do vậy các nghiên cứu, thiết kế và tổng hợp dẫn chất benzimidazol thường hướng tới thế ở vị trí C2 [11]. Năm 2011, Panneer Selvam cùng các cộng sự nghiên cứu tổng hợp dẫn chất benzimidazol với các nhóm thế ở vị trí C2. Các hợp chất này được thử tác dụng trên các vi khuẩn: Staphylococus aureus ACTT 9144, Staphylococus epidermidis ACTT 155, Klebsiella pneumoniae ACTT 29665, Escherichia coli ACTT 25922 và vi nấm Candida albicans ACTT 2091, Aspergilus niger ACTT 9029 bằng phương pháp khuếch tán trên thạch, nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) được xác định bằng phương pháp pha loãng trên thạch nhiều lần liên tiếp. Kết quả, tất cả các hợp chất đều có tác dụng ức chế với các VSV thử nghiệm. Đặc biệt, hợp chất 1a có hoạt tính kháng VSV tốt nhất, MIC trên các chủng E.coli, K.pneumoniae, S.aureus, S.epidermidis, C.albicans và A.niger lần lượt là: 15, 17, 19, 9, 11 và 15 µg/ml [23]. Hình 1.1. Công thức các chất theo nghiên cứu của Panneer Selvam 3 Vi ống là bào quan có mặt trong tất cả các tế bào nhân thật và đóng một vai trò quan trọng vì đây là một thành phần không thể thiếu trong qua trình nguyên phân của tế bào. Các dẫn chất của benzimidazol có phổ kháng nấm tương đối rộng, nó thể hiện tác dụng này do nó ngăn cản quá trình trùng hợp của 2 tiểu phân α-tubulin và βtubulin làm gián đoạn chức năng của vi ống trong các tế bào nhân thực của các vi sinh vật như: nấm, động vật nguyên sinh, giun sán [14]. 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-(2,4-diclorobenzyl)-2(3,4-diclorophenyl)-N-(2diethylaminoethyl)-1H-benzimidazol-5-carboxamidin (2) có hoạt tính kháng khuẩn khá mạnh, với MIC= 3,12 mg/ml đối với S. aureus và có tác dụng tốt trên E. coli, E. faecalis, C. albican, MRSA [34] 2 1.1.2 Tác dụng trên ký sinh trùng Các thuốc chứa nhân benzimidazol được dùng rộng rãi trong phòng và điều trị nhiễm ký sinh trùng, các hợp chất đang được dùng trên thị trường như: parbendazol (PAR), cambendazol (CAM), mebendazol (MBZ) và oxibendazol (OXI). Các hợp chất này được đặc trưng bởi hiệu quả điều trị cao và độc tính thấp. Tuy nhiên, chúng ít được sử dụng trong điều trị nhiễm ký sinh trùng nội mô do khả năng hòa tan và hấp thu kém [7]. Một loạt các dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1H-benzo[d]midazol (3a-3i) đã được tổng hợp bằng cách ngưng tụ các dẫn chất của 1,2-phenylendiamin và acid 4 trifluoroacetic. Các chất tổng hợp được thử tác dụng chống các loại đơn bào ký sinh như: Giardia intestinalis, Entamoeba histolytica, Trichomonas vaginalis và Leishmania meixicana. Kết quả cho thấy, các dẫn chất này đều có tác dụng trên ba ký sinh trùng Giardia intestinalis, Entamoeba histolytica, Trichomonas vaginalis. Các dẫn chất này cũng được mang thử in vitro và in vivo diệt giun xoắn. Các hợp chất 3b, 3c, 3e diệt được tất cả các ký sinh trùng gây bệnh khi thử in vitro. Khi thử in vivo diệt giun xoắn, ở giai đoạn giun trưởng thành dẫn chất 3b, 3e cho tác dụng cao nhất (liều thử 75 mg/Kg). Tuy nhiên ở giai đoạn ấu trùng chỉ chất 3f thể hiện tác dụng diệt ký sinh trùng [12]. Hình 1.2. Công thức chung dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1H-Benzimidazol Bảng 1.1. Các dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1H-Benzimidazol 3a 3b 3c 3d 3e 3f 3g 3h 3i R1 * * H * ** ** Cl Cl Cl R2 H H * Cl Cl Cl ** Cl H R3 H CH3 CH3 H H CH3 CH3 H CH3 *: 2,3-dichlorophenoxy ** : 1-naphthyloxy 1.1.3 Tác dụng ức chế bơm proton Trong những năm gần đây, loét dạ dày–tá tràng đã trở thành một căn bệnh khá phổ biến. Nhóm thuốc ức chế proton cho hiệu quả điều trị tốt. Hiện nay, có năm chất được dùng với tác dụng này là: omeprazol, esomeprazol, lansoprazol, pantoprazol, rabenprazol. Chúng ức chế không thuận nghịch enzym H+/K+-ATPase nên thời gian tác dụng rất lâu (72-96 giờ). Thuốc bắt đầu có tác dụng sau khi uống từ 1-6 h, thời gian bán thải khoảng 18 h. Về cấu trúc hóa học, các thuốc ức chế bơm proton là dẫn 5 chất của benzimidazol, ở vị trí số 2 gắn nhóm thế 2-pyridinmethylsulfinyl nhưng khác nhau ở nhóm thế gắn vào các vị trí R1, R1’, R2’, R3’. Hình 1.3. Công thức chung các thuốc ức chế bơm proton Bảng 1.2. Các thuốc ức chế bơm proton Hoạt chất R1 R1 ’ R2 ’ R3 ’ Omeprazol -OCH3 -CH3 -OCH3 -CH3 Esomeprazol -OCH3 -CH3 -OCH3 -CH3 -CH3 -OCH2CF3 -OCH3 -OCH3 -CH3 -OCH2CH2CH2OCH3 Lansoprazol Pantoprazol -OCHF2 Rabeprazol Năm 2002, một loạt các dẫn chất của 2-[5-alkyl-1-H-benzo[d]imidazol-2ylsulfinyl]methyl-3-alkylquinazolin-4-(3H) được Avinash Patil và các cộng sự tổng hợp và thử tác dụng chống viêm loét dạ dày. Kết quả, các hợp chất 4k và 4n cho hiệu quả tốt nhất và tương tự như khi dùng omeprazol ở liều thử 10 và 20 mg/kg. Hợp chất 4a, 4d, 4i, 4l và 4o cho thấy tác dụng vừa phải ở liều tương tự. Các hợp chất 4i, 4k, 4n tại liều 20 mg/kg cho thấy giảm được loét. Hầu hết các hợp chất 4d, 4i, 4l, 4n và 4o ở liều 10 mg/kg và hợp chất 4i, 4k, 4n, 4o và 4l ở liều 20 mg/kg đều có tác dụng ức chế tiết acid [3]. 6 Hình 1.4. Công thức các dẫn chất theo nghiên cứu của Avinash Patil và cộng sự 1.1.4 Tác dụng chống viêm, giảm đau Năm 2010 C. S. Kavitha cùng các cộng sự đã tổng hợp một loạt các dẫn chất của 2-methylaminobenzimidazol bằng phản ứng của 2-(cloromethyl)-1Hbenzimidazol với các amin thơm bậc nhất. Sơ đồ 1.1. Phản ứng tổng hợp các chất theo nghiên cứu C. S. Kavitha Các chất tổng hợp được sàng lọc tác dụng giảm đau, chống viêm do acid acetic gây ra đau trên chuột nhắt và carrageenan gây ra viêm ở chân chuột. Các hợp chất 5g và 5b cho tác dụng giảm đau mạnh (89% ở liều 100 mg/kg thể trọng) và chống viêm tốt (100% ở liều 100 mg/kg thể trọng), tác dụng giảm đau được so với thuốc đối chiếu nimesulid (100% ở mức 50 mg/kg thể trọng). Các hợp chất khác cho thấy tác dụng giảm đau và các hoạt động chống viêm tốt [4]. Hình 1.5. Công thức một số chất theo nghiên cứu C. S. Kavitha 7 1.1.5 Tác dụng gây độc tế bào ung thư Năm 2010 Seref Demirayak cùng các cộng sự đã tổng hợp thành công các dẫn chất của 1,3-diarylpyrazinobenzimidazol và thử tác dụng gây độc tế bào ung thư. Theo đó, các dẫn chất của 2-aryloybenzimidazol phản ứng với 2-bromoacetophenon trong aceton thu được 1-(2-aryl-2-oxyethyl)-2-aryloybenzimidazol (7a-7o). Các chất tổng hợp được tiếp tục cho phản ứng với ammonium acetat trong acid acetic thu được các hợp chất 8a-8o. Các chất tổng hợp được được thử hoạt tính gây độc tế bào, một số các hợp chất có tác dụng chống ung thư đáng chú ý [8]. Hình 1.6. Công thức các chất theo nghiên cứu Seref Demirayak và cộng sự Wang Xiu-Jun cùng các cộng sự đã thiết kế và tổng hợp một loạt các dẫn xuất bis-benzimidazol. Các chất này được mang thử in vitro, tác dụng gây độc tế bào ung thư, kết quả các chất này đều thể hiện tác dụng gây độc tế bào ung thư trên các dòng tế bào ung thư đã chọn. Trong số đó, hợp chất 9 có tác dụng tốt nhất trên các dòng tế bào ung thư, giá trị IC50 của nó là 5,95 mmol/l (dòng tế bào khối u đơn nhân (U937)) và 5,58 mmol/L (tế bào ung thư cổ tử cung (HeLa)). Sử dụng phương pháp huỳnh quang và UV-VIS cho thấy hợp chất 9 có thể gắn kết vào các rãnh nhỏ của ADN [33]. 8 Hình 1.7. Công thức chất 9 và cách gắn kết của nó vào các rãnh ADN 1.1.6 Các tác dụng khác Ngoài các tác dụng đã nêu ở trên còn có rất nhiều các nghiên cứu khác chỉ ra tác dụng khác của dẫn chất benzimidazol như: tác dụng hạ áp [16], chống co giật [26], chống virus [10, 28, 32]….. 1.2 Tác dụng của dẫn chất mang cả khung benzimidazol và oxadiazol Nghiên cứu các hoạt chất mới trong điều trị ung thư đang là một nhiệm vụ quan trọng của hóa dược. Ung thư là một bệnh của chu kỳ tế bào, trong đó các tế bào bất thường nguyên phân một cách không có kiểm soát. Rất nhiều các hợp chất dị vòng và dị vòng ngưng tụ đã được xác định thông qua sinh học phân tử, sàng lọc thực nghiệm và phát triển thuốc hợp lý để tìm ra các hoạt chất mới gây độc tế bào ung thư. Bên cạnh các dị vòng benzimidazol với tác dụng sinh học đa dạng thì các lớp dị vòng như: oxadiazol và triazolo – thiadiazol cũng thu hút được sự quan tâm trong hóa dược vì có một loạt các hoạt chất mang các dị vòng này có tác dụng kháng khuẩn và chống khối u [13, 25]. 9 1.2.1 Tác dụng gây độc tế bào ung thư Năm 2012, Asif Husain và các cộng sự đã tổng hợp các dẫn chất benzimidazol mang khung oxadiazol (10a-10l). Các dẫn chất này được tổng hợp từ 4-(1Hbenzo[d]imidazol-2-yl)-4-oxobutan hydrazid với mục đích tổng hợp các chất chống ung thư. Các chất tổng hợp được nghiên cứu in vitro tác dụng gây độc tế bào ung thư trên tất cả 60 dòng tế bào của người. Kết quả cho thấy tác dụng trên tế bào ung thư là đáng kể. Đặc biệt trong đó có chât 10j ức chế sự tăng trưởng đáng kể và vẫn thể hiện tác dụng khi pha loãng ở 5 nồng độ khác nhau (0,01; 0,1; 1; 10 và 100 µM) với các giá trị GI50 từ 0,49 đến 48,0 µM,đặc biệt 10j cho kết quả tốt trên các tế bào ung thư phổi dòng không nhỏ (HOP-92) [15]. Sơ đồ 1.2. Sơ đồ tổng hợp theo nghiên cứu Asif Husain và các cộng sự 10 Năm 2013, Mohammad Shaharyar và các cộng sự đã tổng hợp và thử tác dụng trên 60 dòng tế bào ung thư của các dẫn chất 2-(naphthalen-1-ylmethyl)naphthalen2-yloxymethyl)-1-[5-(phenyl)-[1,3,4]oxadiazol-2-ylmethyl]-1H-benzimidazol. Kết quả, các hợp chất tổng hợp thể hiện tác dụng từ trung bình đến thấp trên các dòng tế bào thử nghiệm. Riêng chất 11 là có hoạt tính tốt nhất trong các chất, đặc biệt hoạt động ức chế mạnh trên MDA-MB-468 (ung thư vú) và SK-MEL-28 (khối u ác tính), 2 hợp chất 12,13 thể hiện tác dụng ức chế ít hơn và thể hiện tốt trên dòng tế bào NCIH522 (ung thư phổi không nhỏ) và UO-31(ung thư thận) , các dẫn chất khác thể hiện tác dụng kém hơn [21]. 11 12 13 Hình 1.8. Công thức 1 số chất theo nghiên cứu Mohammad Shaharyar 1.2.2 Tác dụng kháng khuẩn Salahuddin và các cộng sự năm 2012 đã tổng hợp 2-(phenoxymethyl)-1Hbenzimidazol bằng cách ngưng tụ o-phenylendiamin với acid phenoxyacetic, sau đó phản ứng với ethyl cloroacetat để được ethyl [2 -(phenoxymethyl)-1H-benzimidazol1-yl]acetat. Sau đó, hydrazin hóa thu được 2-[2 -(phenoxymethyl)-1H-benzimidazol1-yl] acetohydrazid. Nhóm hydrazid này được tạo vòng oxadiazol với nhiều acid thơm với xúc tác POCl3 thu được các hợp chất 14a-p. Các hợp chất tổng hợp được thử tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm. Kết quả cho thấy, các hợp chất 14d, 14f, 14h và 16d có tác dụng trên Escherichia coli và 14h và 14l có tác dụng trên Staphylococcus aureus . Các hợp chất 14d, 14f và 14l nhạy cảm nhất đối với Candida albicans và Aspergillus flavus [20]. 11 Sơ đồ 1.3. Tổng hợp các chất theo nghiên cứu Salahuddin và các cộng sự 1.3 Tổng hợp các dẫn chất của benzimidazol 1.3.1 Phản ứng tạo vòng benzimidazol Có nhiều phương pháp khác nhau để tạo vòng benzimidazol. Phần lớn tác giả đi từ nguyên liệu o-phenylendiamin và dẫn chất. Sau đây là một số cách tạo vòng benzimidazol từ o-phenylendiamin: 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 [9]
- Xem thêm -