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]:
- Xem thêm -