0175 nghiên cứu tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng vi khuẩn vi nấm của các dẫn chất 3 (5 iodosalicylamido) rhodanin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC CẦN THƠ
____________________

NGUYỄN MẠNH QUÂN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH
KHÁNG VI KHUẨN, VI NẤM CỦA CÁC DẪN CHẤT
3-(5-IODOSALICYLAMIDO)RHODANIN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
Ts. PHẠM THỊ TỐ LIÊN

Cần Thơ – Năm 2015


LỜI CAM ĐOAN

Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất cứ trong cơng
trình nghiên cứu nào.
Cần Thơ, ngày 15 tháng 06 năm 2015

Nguyễn Mạnh Quân

LỜI CẢM ƠN
Con xin cảm ơn ba mẹ đã sinh thành, ni nấng, dạy dỗ con. Để con có ngày hôm
nay, con biết mẹ đã vất vã rất nhiều, con thương mẹ nhiều lắm.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Cô Ts. Phạm Thị Tố Liên đã
hết lịng hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành luận văn
tốt nghiệp này.
Em xin cảm ơn các Thầy Cô bộ môn Hố Dược, trường Đại học Y Dược Cần Thơ
Cơ Ths. Võ Thị Mỹ Hương
Thầy Ds. Huỳnh Trường Hiệp
Chị Ths. Trần Lê Uyên
Anh Lê Việt Hùng
Chị Bùi Thị Ngọc Hân
Đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện thành luận văn
tốt nghiệp.
Em xin cảm ơn liên bộ mơn Hố Phân Tích - Kiểm Nghiệm - Độc Chất, liên bộ môn
Dược Liệu - Thực Vật Dược - Dược Cổ Truyền đã tạo điều kiện giúp đỡ em về
phương tiện, máy móc trong q trình thực hiện luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cơ kính mến tại khoa Dược, trường Đại học
Y Dược Cần Thơ đã dạy dỗ và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt
5 năm qua.
Em xin gửi lời cảm ơn đến anh Ds. Phạm Duy Tồn sinh viên lớp Dược K35 đã nhiệt
tình trao đổi kinh nghiệm giúp đỡ em.
Xin cảm ơn các bạn trong nhóm làm luận văn Hóa Dược năm 2015 và các bạn lớp
Dược K36 với những tình cảm thân thương suốt 5 năm học đã giúp tôi vượt qua
những trở ngại trong quá trình học tập cùng như trong quá trình thực hiện luận văn.


i

MỤC LỤC

Trang
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC ................................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................. iii
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .................................................................................. vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ ............................................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................3
1.1. 3-AMINORHODANIN ..................................................................................3
1.1.1. Công thức ..................................................................................................3
1.1.2. Tên gọi ......................................................................................................3
1.1.3. Tính chất....................................................................................................3
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP 3-AMINORHODANIN VÀ CÁC
DẪN CHẤT 3-ACYLAMINORHODANIN .......................................................7
1.2.1. Các phương pháp tổng hợp 3-aminorhodanin ..........................................7
1.2.2. Các phương pháp tổng hợp 3-acylaminorhodanin ....................................8
1.3. ỨNG DỤNG CỦA RHODANIN VÀ CÁC DẪN CHẤT ............................9
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................16
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .....................................................................16
2.2.1. Ngun liệu nghiên cứu ..........................................................................16
2.2.2. Hố chất và dung mơi .............................................................................16
2.2.3. Dụng cụ và trang thiết bị .........................................................................17
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................18
2.3.1. Tổng hợp các dẫn chất 5-aryliden của 3-(5-iodosalicylamido)rhodanin 18
2.3.2. Xác định độ tinh khiết, các thông số hóa lý và xác định cấu trúc hóa học
...........................................................................................................................18

ii

2.3.3. Khảo sát hoạt tính kháng vi khuẩn, vi nấm .............................................22
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU...................................................................28
3.1. TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT 5-ARYLIDEN CỦA
3-(5-IODOSALICYLAMIDO) RHODANIN ...................................................28
3.1.1. Tiến hành phản ứng .................................................................................28
3.1.2. Tinh chế sản phẩm ..................................................................................30
3.2. XÁC ĐỊNH ĐỘ TINH KHIẾT, CÁC THƠNG SỐ HĨA LÝ VÀ XÁC
ĐỊNH CẤU TRÚC HĨA HỌC ..........................................................................31
3.2.1. Xác định độ tinh khiết và các thông số hóa lý ........................................31
3.2.2. Xác định cấu trúc hóa học .......................................................................33
3.3. KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG VI KHUẨN, VI NẤM ...................37
3.3.1. Kết quả định tính hoạt tính kháng vi khuẩn, vi nấm ...............................37
3.3.2. Kết quả xác định MIC kháng vi khuẩn, vi nấm ......................................37
Chương 4. BÀN LUẬN ...........................................................................................38
4.1. TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT 5-ARYLIDEN CỦA
3-(5-IODOSALICYLAMIDO) RHODANIN ...................................................38
4.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng phản ứng..............................................................38
4.1.2. Cơ chế phản ứng .....................................................................................39
4.2. XÁC ĐỊNH ĐỘ TINH KHIẾT, CÁC THƠNG SỐ HĨA LÝ VÀ XÁC
ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC ..........................................................................40
4.2.1. Xác định độ tinh khiết và các thơng số hóa lý ........................................40
4.2.2. Xác định cấu trúc hóa học .......................................................................41
4.3. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG VI KHUẨN, VI NẤM ......................47
KẾT LUẬN ..............................................................................................................48
KIẾN NGHỊ .............................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC PHỤ LỤC
PHỤ LỤC

iii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt
APE1
CFU

Apurinic/apyrimidinic

Enzym apurinic/apyrimidinic

endonuclease 1

endonuclease 1

Colony-forming unit

Đơn vị khuẩn lạc

13
13

C-NMR

Ý nghĩa

Chữ nguyên

C nuclear magnetic

resonance

Phổ cộng hưởng từ carbon 13

DMF

Dimethylformamide

Dimethylformamid

DMSO

Dimethylsulfoxide

Dimethylsulfoxid

ESI

Electronspray ionization

Ion hóa phun mù electron

HCV

Hepatitis C virus

Virus viêm gan C

Human immunodeficiency

Virus gây suy giảm miễn dịch

virus

trên người

HIV
1

H-NMR

Proton nuclear magnetic
resonance

Phổ cộng hưởng từ proton

IC50

Inhibitory concentration 50%

Nồng độ ức chế 50%

IR

Infrared

Phổ hồng ngoại

International Union of Pure

Hiệp hội hoá học cơ bản và

and Applied Chemistry

ứng dụng

Minimum inhibitory

Nồng độ tối thiểu ức chế vi

concentration

sinh vật của kháng sinh

Methicillin sensitive

Chủng Staphylococcus

Staphylococcus aureus

aureus nhạy cảm Methicillin

Methicillin resistant

Chủng Staphylococcus

Staphylococcus aureus

aureus kháng Methicillin

MS

Mass spectrometry

Khối phổ

nc

Nóng chảy

NMR

Nucleus magnetic resonance

IUPAC

MIC

MSSA

MRSA

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân


iv

PDAB

paradimethylamino

paradimethylamino

benzaldehyd

benzaldehyd

PTL

Phân tử lượng

PL

Phụ lục
Quinolon resistant

Chủng Staphylococcus

Staphylococcus aureus

aureus kháng Quinolon

RT

Reserve transcriptase

Enzym phiên mã ngược

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

UV

Ultra violet

QRSA

Phổ tử ngoại

λmax

Bước sóng hấp thu cực đại

ѵ

Dao động hoá trị



Delta

Độ dịch chuyển hoá học


v

DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 2.1. Nguyên liệu nghiên cứu ............................................................................16
Bảng 2.2. Hoá chất sử dụng trong tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng vi khuẩn, vi
nấm ............................................................................................................................16
Bảng 2.3. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm sử dụng trong tổng hợp và thử hoạt tính
kháng vi khuẩn, vi nấm .............................................................................................17
Bảng 2.4. Đỉnh hấp thu IR đặc trưng của các dẫn chất 5-aryliden của .....................21
3-(5-iodosalicylamido)rhodanin ................................................................................21
Bảng 3.1. Kết quả tổng hợp các dẫn chất ..................................................................28
Bảng 3.2. Tính chất của các sản phẩm N1-N4 ..........................................................29
Bảng 3.3. Kết quả sắc ký lớp mỏng ..........................................................................31
Bảng 3.4. Khoảng chênh lệch nhiệt độ nóng chảy của các sản phẩm giữa hai lần
tinh chế liên tiếp Δt (oC)............................................................................................31
Bảng 3.5. Kết quả đo nhiệt độ nóng chảy của các sản phẩm và nguyên liệu ...........32
Bảng 3.6. Kết quả định tính hóa học của các sản phẩm............................................32
Bảng 3.7. Kết quả định tính khả năng kháng vi khuẩn .............................................37
Bảng 3.8. MIC của các dẫn chất có tác dụng kháng vi khuẩn ..................................37


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Trang
Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo của chất ức chế MurD và MurE ....................................9
Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo của các chất ức chế HCV NS3 protease .....................11
Hình 1.3. 3-[(5Z)-5-(4-fluorobenzylidene)-4-oxo-2-thioxo-1,3-thiazolidin-3-yl]
benzoic acid. ..............................................................................................................13

Hình 2.1. Đĩa thạch định tính khả năng kháng vi khuẩn (kháng vi nấm). ................24
Hình 2.2. Đĩa thạch xác định MIC kháng vi khuẩn (vi nấm)....................................26
Hình 3.1. Hình dạng cảm quan của các sản phẩm tổng hợp .....................................30
Hình 4.1. So sánh khả năng phản ứng của các hợp chất có nhóm chức carbonyl ....38
Hình 4.2. Cơ chế phản ứng. ......................................................................................39
Hình 4.3. Phổ IR của 3-(5-iodosalicylamido)rhodanin (1) .......................................42
Hình 4.4. Phổ 1H của 3-(5-iodosalicylamido)rhodanin (1) và sản phẩm N1 ............43
Hình 4.5. Phổ 13C của 3-(5-iodosalicylamido)rhodanin (1) và sản phẩm N3 ...........45
Hình 4.6. Phổ DEPT của 3-(5-iodosalicylamido)rhodanin (1) và sản phẩm N3 ......46


vii

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Trang
Sơ đồ 1.1. Quy trình tổng hợp 3-aminorhodanin theo phương pháp dithiocarbamat. 7
Sơ đồ 1.2. Quy trình tổng hợp dẫn chất 3-acylamidorhodanin ...................................8
Sơ đồ 3.1. Phản ứng tổng hợp các dẫn chất aryliden của
3-(5-iodosalicylamido)rhodanin................................................................................29


1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Với khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm mưa nhiều ở Việt Nam là điều kiện thuận lợi
cho vi sinh vật gây bệnh phát triển. Khi cơ thể bị vi sinh vật gây bệnh tấn cơng mạnh
thì cần sử dụng ngay các biện pháp để ngăn chặn sự nhân lên của chúng, một phương
pháp hiệu quả là sử dụng kháng sinh thích hợp với liều lượng đúng theo chỉ dẫn.

Với việc lần đầu tiên tìm thấy trong mơi trường ni cấy tụ cầu vàng nếu có lẫn nấm
penicillin thì khuẩn lạc gần nấm sẽ khơng phát triển được vào năm 1928
của Alexander Flemming, một nhà khoa học Scotland, đã góp phần mở ra một kỷ
nguyên mới trong việc điều trị nhằm làm giảm tỉ lệ tử vong trên bệnh nhân nhiễm
trùng. Đến năm 1941, Howard Walter Florey cùng các cộng sự đã thành công trong
việc đưa penicillin từ phịng thí nghiệm ứng dụng vào trong điều trị lâm sàng. Với sự
phát triển của công nghệ sinh học và hoá dược ở hai thập kỷ cuối thế kỷ XX, người
ta đã tìm ra được rất nhiều loại kháng sinh mới.
Tuy nhiên việc sử dụng kháng sinh một cách không hợp lý đã khiến cho các chủng
vi khuẩn đề kháng với kháng sinh ngày càng nhiều. Điều này đã khiến cho việc tiếp
cận và điều trị ngày càng trở nên khó khăn [32].
Theo các nghiên cứu gần đây, nhân thiazolidin, nhất là các rhodanin và dẫn xuất của
nó đã được ghi nhận có khả năng kháng khuẩn tốt trên nhiều chủng như:
Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis,…[14], [52].
Bên cạnh đó, hiện nay trên thị trường hiện đang lưu hành nhiều loại chế phẩm thuốc
kháng nấm với hoạt chất có tác dụng tốt như ketoconazol, miconazol… nhưng khơng
có tác dụng kháng khuẩn vì thế hạn chế khả năng chống bội nhiễm khi điều trị.
Ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu về tác dụng kháng nấm của acid salicylic và
các dẫn chất của acid salicylic cho thấy chúng có tác dụng kháng nấm khá cao [10].


2

Xuất phát từ thực tế trên với mong muốn có thêm những dẫn chất mới có tác dụng
kháng vi khuẩn, vi nấm tốt từ sự kết hợp giữa hai thành phần là rhodanin và acid
salicylic chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu sau:
“NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG VI
KHUẨN, VI NẤM CỦA CÁC DẪN CHẤT 3-(5-IODOSALICYLAMIDO)
RHODANIN”.
Đề tài được thực hiện theo các mục tiêu sau:

1. Tổng hợp các dẫn chất 5-aryliden của 3-(5-iodosalicylamido)rhodanin.
2. Xác định độ tinh khiết, xác định cấu trúc hóa học cùng các thơng số hóa
lý đặc trưng của dẫn chất thu được.
3. Khảo sát hoạt tính kháng vi khuẩn và vi nấm của các chất tổng hợp được.


3

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. 3-AMINORHODANIN
1.1.1. Công thức

O
4

5

N NH2
S

1

3

2

S
3-aminorhodanin

Công thức 3D

Công thức phân tử: C3H4N2O1S2.
Trọng lượng phân tử: 148,21 g/mol.
1.1.2. Tên gọi
1.1.2.1. Tên thông thường
3-amino rhodanin; 3-amino rhodanic acid [57].
1.1.2.2. Tên gọi theo IUPAC
3-amino-2-thioxo-4-thiazolidinon; 3-amino-2-thioxo-1,3-thiazolan-4-on; 3-amino-2thioxothiazolidin-4-on; 3-amino-4-thiazolidinon-2-thion [57], [ 59].
1.1.3. Tính chất
1.1.3.1. Tính chất vật lý
3-aminorhodanin có dạng tinh thể hình kim, màu vàng nhạt, nhiệt độ nóng chảy
98-101

C. Tan được trong nước, methanol, ethanol, acid acetic băng,

o

dimethylformamid (DMF),… không tan trong chloroform, benzen, ether,
xylen…[58]


4

1.1.3.2. Tính chất hóa học
3-aminorhodanin có thể tham gia nhiều phản ứng hóa học ở các vị trí số 2, 4 và 5 đặc
biệt là phản ứng ngưng tụ với các aldehyd và ceton ở vị trí số 5 [18], [26].
Phản ứng hóa học ở vị trí số 5
Ngun tử H ở vị trí số 5 có hoạt tính mạnh (H linh động), độ hoạt động phụ thuộc

vào nhóm thế trên nguyên tử C ở vị trí số 2. Khi thay thế các nguyên tử khác nhau ở
vị trí số 2 trên các dẫn chất rhodanin, cho thấy độ hoạt động của H ở vị trí số 5 giảm
dần theo thứ tự:
NH2
N
S

S

S
>

S

Thiorhodanin

S

NH2
N
O O
>

NH2
N
O
S

Rhodanin Thiazolidindion

Sự ngưng tụ với aldehyd và ceton
Carbon methylen có hydro linh động (ở vị trí 5) dễ ngưng tụ với nhóm chức carbonyl
của các aldehyd hoặc ceton (với aldehyd phản ứng xảy ra dễ hơn ceton).
NH2
N
O

S

-

R CHO

OH

S

NH2
N
O

S

H2O

S
R

Môi trường phản ứng thường được tiến hành trong các dung mơi hữu cơ như
acid acetic, ethanol hay thậm chí toluen do các dẫn chất của rhodanin thường khó tan

trong nước. Với sự tham gia của các tác nhân xúc tác như: NH4OH/NH4Cl,
NaOH/ethanol, natri ethoxid/ethanol, diethylamin/acid acetic băng… phản ứng
ngưng tụ diễn ra nhanh hơn [18].
Trong những năm gần đây các nhà khoa học đã thực hiện nghiên cứu phản ứng
ngưng tụ giữa các dẫn chất của rhodanin và các aldehyd thơm trong môi trường nước,
nhằm làm giảm tác động tới mơi trường đồng thời góp phần giảm chi phí trong
q trình sản xuất. Tuy nhiên để phản ứng trong mơi trường nước xảy ra với hiệu suất
cao cần có sự hiện diện của các chất hoạt động bề mặt thích hợp để phân tán tốt các
thành phần phản ứng vào dung môi [25], [35].


5

Liangliang Han, Tao Wu và Zhongqiang Zhou đã tổng hợp thành công 13 dẫn chất
5-arylidenrhodanin bằng cách ngưng tụ rhodanin với các aldehyd thơm trong
dung môi nước với sự xúc tác của diammonium hydrophosphat, phản ứng xảy ra ở
nhiệt độ khoảng 90 oC, hiệu suất các phản ứng trong khoảng 80-90% [28].
Bên cạnh đó các nhà khoa học cịn nghiên cứu việc dùng vi sóng để kích thích
phản ứng ngưng tụ giữa aldehyd và rhodanin cho kết quả khá tốt, hiệu suất cao,
thời gian phản ứng ngắn. Nhóm các nhà khoa học Ấn Độ đã tổng hợp thành công
5 dẫn chất 5-arylidenrhodanin bằng phản ứng ngưng tụ giữa rhodanin và các aldehyd
thơm mà không cần sử dụng dung môi, với xúc tác BiCl3, sử dụng nguồn chiếu xạ
vi sóng 800W, phản ứng được thực hiện trong 5 phút và hiệu suất đạt 84-92% [16].
Năm 2015, T. Swathi và Medidi Srinivas cũng đã tổng hợp được 11 dẫn chất
5-arylidenrhodanin trong điều kiện xúc tác NH2SO3NH4 (ammonium sulphamat),
chiếu xạ vi sóng (600 W) liên tục 30 giây trong khoảng thời gian 3-6 phút với
hiệu suất thu được khoảng 82-95% [49].
Phản ứng với acid nitrơ và dẫn chất nitroso
Khi cho rhodanin phản ứng với HNO2 sẽ thu được sản phẩm là 5-oximinorhodanin.
Các dẫn chất nitroso thơm như p-nitrosodimethylanilin hoặc các nitrosonaphtol có

thể được xem như các hợp chất carbonyl nên tham gia phản ứng với rhodanin và các
dẫn chất thế ở vị trí số 3 của rhodanin, tạo ra các dẫn chất 5-aryliminorhodanin.
Trong nhiều trường hợp, phản ứng có thể xảy ra trong mơi trường anhydrid acetic
nóng [23], [24].
NH2
N
O

S
S

HO NO

NH2
N
O

S

H2O

S
N OH

Phản ứng với muối diazo
Phản ứng này thường được tiến hành trong các môi trường sau: dung dịch amoniac,
dung dịch amoniac + DMF, acid acetic hoặc cồn với sự có mặt của natri acetat.


6

Rhodanin và dẫn chất không bền trong môi trường kiềm do đó pH mơi trường phải
nhỏ hơn 8. Phản ứng tạo ra dẫn chất 5-arylazorhodanin thường có hoạt tính
kháng khuẩn [18].
NH2
N
O

S

NH2
N
O

S

N N

S

S

NH2
N
O

S
S

N N

H
N N

Phản ứng hóa học ở vị trí số 2
3-aminorhodanin chứa nhóm thion ở vị trí số 2, nhóm này có thể hỗ biến dưới 2 dạng:
NH2
N
O

S

NH2
N
O

HS

S

S

Dạng thion

Dạng thienol

Phản ứng thế ái nhân với nhiều dẫn chất amin tạo thành 2-iminothiazolidon. Thay
nhóm –C–S ở vị trí số 2 thành –C–O bằng cách oxy hóa bởi các tác nhân H2O2, acid
nitric hoặc brom [18].
Phản ứng ở vị trí số 4

Để tăng hoạt tính của carbon tại vị trí số 4, người ta thường thường chuyển –C=O
thành dạng –C=S thông qua phản ứng với P2S5 trong dioxan hay dùng phản ứng với
phosphoric triclorid có sự hỗ trợ của vi sóng trong mơi trường nước với xúc tác
triethylamin. Trong đó phương pháp dùng P2S5 trong dioxan là thông dụng và
phù hợp với quy mơ phịng thí nghiệm.
Sản phẩm tạo thành thiorhodanin dễ phản ứng với các hợp chất amin để tạo thành các
hợp chất 4–iminorhodanin [37], [38].
NH2
N
O

S
S
NH2
N
S

S
S

R NH2

P2S5

NH2
N
S

S

Dioxan

S
NH2
N
NR

S
S

H2S


7

Phản ứng của nhóm NH2 ở vị trí số 3
Nhóm –NH2 của 3–aminorhodanin có tính kiềm rất yếu, cụ thể trong môi trường HCl
vẫn tồn tại ở dạng base mà không tạo ra muối. Do sự cộng hưởng trong nhân rhodanin,
N trên nhân mang điện tích (+) do đó ảnh hưởng đến cặp điện tử của nhóm –NH2.
Sự cộng hưởng gây ra do nhóm thion –C=S quan trọng hơn nhóm carbonyl –C=O.
Nếu thay S bằng O ở vị trí số 2 thì dẫn chất 3–amino–2,4–thiazolidindion có thể tạo
muối với HCl [18].

S

S

S
N
NH2

O

S

S
O
N
NH2

S

S
N
NH2

O

S

O
N
NH2

1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP 3-AMINORHODANIN VÀ CÁC DẪN
CHẤT 3-ACYLAMINORHODANIN
1.2.1. Các phương pháp tổng hợp 3-aminorhodanin
1.2.1.1. Phương pháp dithiocarbamat
Cho hydrazin phản ứng với CS2 trong môi trường kiềm (NH4OH, NaOH) ở nhiệt độ
0-5 oC tạo ra dithiocarbamat. Sau đó, dithiocarbamat phản ứng với muối kali (natri)

của acid monocloacetic tạo thành dithiocarbamat glycolat. Đun nóng trong dung dịch
HCl đậm đặc ở nhiệt độ 80-85 oC, dithiocarbamat glycolat sẽ đóng vịng tạo sản phẩm
3-aminorhodanin [18].
H2N NH2
H2N NH C S NH4
S

CS2

NH4OH

Cl CH2COONa

H2N NH C S CH2COONa
S

HCl

H2N NH C S NH4
S

H2O

H2N NH C S CH2COONa
S
NH2
toC
N
S
O

NaCl

NH4Cl

H2O

S

Sơ đồ 1.1. Quy trình tổng hợp 3-aminorhodanin theo phương pháp dithiocarbamat


8

1.2.1.2. Phương pháp α-haloalkanoic
Với diethyl cloromalonat sẽ cho phản ứng xà phịng hóa và decarboxy hóa với
H2N-H2NCS2NH4 để tạo rhodanin.
H2N NH CS2

COOC2H5
Cl CH
COOC2H5

NH4

NH2
N
O

o

70-80 C S
S

1.2.1.3. Phương pháp trithiocarbodiglycolic
Phương pháp này được áp dụng khi các phương pháp khác khơng thích hợp trong
tổng hợp các dẫn chất của rhodanin.
S C

H2N NH2

S CH2COOH

NH2
N
O

S

S CH2COOH

S

1.2.2. Các phương pháp tổng hợp 3-acylaminorhodanin
1.2.2.1. Phương pháp amin hóa trực tiếp trên 3-aminorhodanin
NH2
N
O

S

S

RCOCl

S

HN
N

COR
O

S

Phản ứng amin hóa trực tiếp bằng dẫn chất acyl clorid trong dung môi benzen hay
pyridin. Phản ứng cho hiệu suất thấp nên phương pháp này ít được sử dụng [11].
1.2.2.2. Phương pháp gián tiếp
Từ nguyên liệu là hydrazin ta amin hóa dẫn chất acylclorid, acid, ester...
H2N NH2

RCOOCH3

CH3OH

RCO NH NH2

Sau đó bằng phương pháp dithiocarbamat sử dụng trong tổng hợp 3-aminorhodanin
ta thu được dẫn chất 3-acylamidorhodanin [18].
R
HN NH2

CS2

NH4OH

R

O
R
O

H
N NH C S NH4
S

H
N NH C S NH4
O
S

R
Cl CH2COONa

O

H2O

H
N NH C S CH2COONa
S

NH4Cl

O
R
O

H
N NH C S CH2COONa
S

o

t C
HCl

S

HN
N

R
O

NaCl

S

Sơ đồ 1.2. Quy trình tổng hợp dẫn chất 3-acylamidorhodanin

H2O


9

1.3. ỨNG DỤNG CỦA RHODANIN VÀ CÁC DẪN CHẤT
Hóa học nghiên cứu về các hợp chất dị vịng đóng một vai trị khá quan trọng trong
ngành dược vì chúng mang đến nhiều hợp chất với tác dụng điều trị mong muốn.
Trong số đó phải kể đến các hợp chất có chứa vòng 2-thioxothiazolidin-4-on
(dẫn chất rhodanin) với nhiều tác động như kháng sinh, kháng virus, điều trị
đái tháo đường, kháng tế bào ung thư…[50].
1.3.1. Ứng dụng trong y học
1.3.1.1. Tác dụng kháng khuẩn
MurD và MurE ligase là những enzyme liên tiếp tham gia vào các bước sinh
tổng hợp peptidoglycan trong tế bào của vi khuẩn, chúng cũng chính là mục tiêu
quan trọng mà các thuốc kháng khuẩn hướng đến. Nhóm các nhà nghiên cứu đã
thiết kế, tổng hợp ra các dẫn chất của acid D-glutamic có chứa nhân rhodanin đầu
tiên được đánh giá là có khả năng ức chế kép enzym MurD và MurE ligase từ E. coli
và S. aureus (IC50 trong khoảng từ 6.4 đến 180 μM). Chúng cũng có hoạt tính
kháng khuẩn Gram dương S.aureus và MRSA với MIC=8 μg/ml. Ở nồng độ dưới
200 μM các dẫn chất trên đã được chứng minh là không độc cho tế bào HepG2
của người [51].
COOH

O

HOOC

NH
O

H
N

NH
S
S

Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo của chất ức chế MurD và MurE
Năm 2012, Song M.-X. và các cộng sự đã tổng hợp được năm chuỗi dẫn chất mới
của rhodanine và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của chúng trên các vi khuẩn
Gram dương và Gram âm. Hầu hết các chất cho thấy hoạt tính kháng khuẩn tốt trên
các vi khuẩn thử nghiệm cũng như các chủng đa kháng thuốc trên lâm sàng.
Trong số đó, có 3 dẫn chất có hoạt tính mạnh hơn các loại thuốc đối chiếu oxacillin
và norfloxacin trên các chủng thử nghiệm lâm sàng đa kháng thuốc với MIC=1 μg/ml.


10

Kết quả cho thấy hoạt tính cao hơn trên chủng MRSA CCARM 3167 và 3506
gấp 4 lần so với norfloxacin (MIC=8 μg/ml và 4 μg/ml) và 64 lần so với oxacillin
(MIC>64 μg/ml), tương tự trên chủng QRSA CCARM 3505 và 3519, chúng thể hiện
hoạt tính cao gấp 64 lần norfloxacin ( MIC>64 mg/ml) và tương đương với oxacillin
(MIC=1 μg/ml). Những kết quả này giúp cho việc tìm kiếm các dẫn chất mới
với hoạt tính kháng khuẩn tốt hơn trên chủng S. aureus kháng methicillin và quinolon
[45].
Shankar G. Alegaon và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu mối tương quan
giữa cấu trúc và hoạt tính đối với 21 dẫn chất 2-(trifluoromethyl)-6-arylimidazo[2,1b][1,3,4]-thiadiazole tổng hợp được trên chủng vi khuẩn lao M. tuberculosis H37Rv
(ATCC 27294). Q trình tối ưu hóa dược động học yêu cầu thay đổi những yếu tố
quyết định trong cấu trúc của phân tử như liên kết hydro. Nghiên cứu cho thấy có sự

tương tác giữa khả năng tiếp nhận liên kết hydro (HBA ≤ 10) và khả năng cho liên
kết hydro trong phân tử của chất nghiên cứu (HBD ≤ 5) do đó các chất này có khả
năng thấm tốt qua màng sinh học. Nghiên cứu này đã mang đến một triển vọng hứa
hẹn cho việc phát triển nhóm thuốc kháng lao mới [15].
Các dẫn chất chứa khung rhodanin với nhóm thion ở vị trí số 2 và nitơ ở vị trí số 3
có khả năng ức chế ở mức độ khác nhau cả vi khuẩn Gram dương lẫn Gram âm.
Matjaz Brvar và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu một số dẫn chất của rhodanin
như:

3-[(5E)-5-(2,4-Dihydroxybenzylidene)-4-oxo-2-thioxo-1,3-thiazolidin-3-yl]

propanoic acid, 3-[(5E)-5-(2-Hydroxy-3-methoxybenzylidene)-4-oxo-2-thioxo-1,3thiazolidin-3-yl] propanoic acid,… Các dẫn chất này cho thấy khả năng ức chế tốt
trên các chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Hamaephilus
influenzae thông qua ức chế enzyme DNA gyrase B của vi khuẩn [19].
1.3.1.2. Tác dụng kháng nấm
Sortino M. và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu hoạt tính kháng nấm của 14
dẫn chất benzylidenrhodanin mà nhóm nghiên cứu tổng hợp được. Kết quả cho thấy
có nhiều dẫn chất cho tác động rất tốt trên các chủng Candida sp., C. Neoforman và
Trychophyton sp. [47].


11

Dẫn chất (5Z)-[4-oxo-5-(pyridin-2-ylmethylidene)-2-thioxo-1,3-thiazolidin-3-yl]
acid acetic có tác dụng ức chế mạnh sự phát triển của Candida tropicalis 156,
Candida krusei E28, Candida glabrata 20/I và Trichosporon asahii 1188 [22].
Một số dẫn chất sydnonyl của thiazolidin đã được tổng hợp thành công thông qua
phản ứng Knoevenagel, ngưng tụ các dẫn chất của 3-aryl-4-formylsydnon
với thiazolidin-2,4-dion và 2-thioxo-thiazolidin-4-on (rhodanin) tương ứng.
Việc đánh giá hoạt tính kháng khuẩn cho thấy các hợp chất tổng hợp được cho thấy

ít có tác động kháng khuẩn đối với Staphylococcus aureus, Proteus vulgaris và
Escherichia coli, so sánh với chuẩn là norfloxacin. Tuy nhiên, chúng lại có tác động
ức chế sự tăng trưởng cao hơn 1,5-4,4 lần so với chuẩn là griseofulvin đối với
các chủng vi nấm Penicillium citrinum và Aspergillus niger [42].
1.3.1.3. Tác dụng kháng virus
Sing và các cộng sự đã tổng hợp được 8 dẫn chất arylalkylidenrhodanin và tiến hành
thử nghiệm khảo sát tác động ức chế của chúng trên enzym protease NS3 HCV,
chymotrypsin và plasmin.
O
EtOOC

O

N
S

S

O

O
N
H

Cl

N

N
COOCH3

H3COOC
O
EtOOC

N
S

S

O
S
N
H O

O
S NH
O
NHtBoc

Hình 1.2. Công thức cấu tạo của các chất ức chế HCV NS3 protease


12

Đa số các dẫn xuất rhodanin ức chế protease huyết thanh như chymotrypsin và
plasmin mạnh hơn so với enzym protease NS3 HCV. Tuy nhiên, có 2 dẫn chất với
nhóm thế cồng kềnh và nhiều nhóm chức kỵ nước đã làm tăng khả năng ức chế đối
với HCV NS3 protease 13-25 lần [43].
Bên cạnh đó, hướng nghiên cứu về thuốc điều trị virus HIV là một trong những

hướng đi ngày càng được nhiều nhà khoa học quan tâm. Raltegravir là thuốc ức chế
enzym integrase HIV-1 đầu tiên được FDA chấp thuận cho sử dụng trong điều trị
nhiễm virus HIV-1. Tuy nhiên do sự xuất hiện của chủng virus đề kháng, do đó
cần đến sự ra đời của thế hệ chất ức chế thứ hai. Ramkumar K. và các cộng sự đã
thiết kế, tổng hợp và thử hoạt tính với 49 dẫn chất của rhodanin tổng hợp được trên
enzym integrase HIV-1 của virus HIV-1 (IN) và enzym APE1 của người để xác định
hoạt tính chọn lọc của chúng. Hầu hết các hợp chất cho thấy khả năng ức chế IN
và khơng có sự ức chế APE1 ở nồng độ tối đa của thử nghiệm 100 μM.
Hợp chất 2-{[5-(2-Hydroxy-3,5-diiodobenzylidene)-4-oxo-2-thioxo-1,3-thiazolidin3-yl]amino}-N-(4-hydroxy-phenyl)-2-thioxoacetamid có hoạt tính ức chế mạnh
gấp 20 lần, chọn lọc hơn trên IN so với APE1. Tương tự như vậy, một số hợp chất
như N-(4-hydroxyphenyl)-2-[(5-{2-hydroxy-5-[(E)-phenyldiazenyl]benzyliden}-4oxo-2-thioxo-1,3-thiaz-olidin-3-yl)amino]-2-thioxoacetamid cũng thể hiện hoạt tính
chọn lọc trên IN cao hơn so với APE1 5-10 lần. Điều này cho thấy một tiềm năng
để phát triển các loại thuốc kháng virus HIV-1 mới [39], [44].
1.3.1.4. Tác dụng kháng viêm
JSP-1 là một mục tiêu trong điều trị các rối loạn viêm và tăng sinh kết hợp khác nhau.
Trong một nỗ lực để xác định các chất ức chế JSP-1 dựa trên cấu trúc lõi là nhân
5-benzyliden-3-phenyl-2-thioxothiazolidin-4-on (dẫn chất của rhodanin), Cutshall
và nhóm cộng sự đã tìm thấy một hợp chất tìm năng với khả năng ức chế JSP-1
hiệu quả (hình 1.3) [21], [30].


13

O

OH
O
N
S

S
F

Hình 1.3. 3-[(5Z)-5-(4-fluorobenzylidene)-4-oxo-2-thioxo-1,3-thiazolidin-3-yl]
benzoic acid.
1.3.1.5. Tác dụng điều trị đái tháo đường
Các dẫn chất benzyl, aryl, benzo furan của rhodanin các có tác dụng làm hạ đường
huyết có thể dùng điều trị đái tháo đường type II. Các dẫn chất
(β-carboxyethyl)rhodanin được biết đến như một nhóm chất mới đồng vận PPARγ có
tác dụng làm hạ đường huyết [20].
Trong nghiên cứu năm 2009 của Murugana và các cộng sự đã tổng hợp được dãy
các chất dispiropyrrolidin từ phản ứng giữa 5-aryliden-4-thioxo-1,3-thiazolidin-2-on
và (E)-N-methyl-N-(2-oxoindolin-3-yliden)methanideaminium. Các dẫn chất này thể
hiện tác dụng hạ đường huyết hiệu quả hơn thuốc đối chứng là rosiglitazon.
Ngoài ra, dẫn chất 3-(2’-nitryl)-5-(4’-methyl-2’-sulfonicphenylazo)rhodanin được
nghiên cứu là chất phát quang giúp định lượng glucose trong huyết tương [36], [54],
[55].
1.3.1.6. Tác dụng kháng ung thư
Với thử nghiệm tiến hành trên 3 dòng tế bào ung thư HT-29 (ung thư ruột),
MCF-7 (ung thư vú) và DU-145 (ung thư tuyến tiền liệt) được công bố vào năm 2013
của các nhà khoa học tại trường đại học Andhra ở Ấn Độ trên các dẫn chất
5-arylidinerhodanin đã thu được kết quả là các dẫn chất này đều thể hiện khả năng
ức chế tế bào ung thư ở các mức độ khác nhau. Trong đó dẫn chất 2-thienyl và
4-pyridyl của rhodanin thể hiện tác dụng kháng lại các loại tế bào ung thư trên mạnh
nhất với IC50 đối với tế bào HT-29 là 29 μg/ml so với 46 μg/ml của thuốc đối chứng
là methotrexat, tương tự đối với tế bào MCF-7 IC50 = 29 μg/ml và IC50 của


14

methotrexat là 39 μg/ml, trên tế bào DU-145 IC50 = 21 μg/ml và IC50 của methotrexat
là 35 μg/ml. Nghiên cứu này đã mang đến một tiềm năng phát triển nhóm thuốc
kháng ung thư mới [48].
Năm 2014, nhóm các nhà nghiên cứu tại Bỉ và Ấn Độ đã tiến hành tổng hợp được 12
dẫn chất 2-thioxothiazolidin-4-on và đánh giá hoạt tính kháng ung thư của chúng
trên 4 dòng tế bào HeLa (ung thư cổ tử cung), HT-29 (ung thư ruột), A-549 (ung thư
phổi), and MCF-7 (ung thư vú). Trong đó dẫn chất 5-{4-[3-(4-methoxyphenyl)-3oxo-propenyl]-benzylidene}-2-thioxothiazolidin-4-on thể hiện hoạt tính vượt trội
nhất với giá trị IC50 tương ứng đối với tế bào HeLa là 28,3 μM, HT-29 là 24,5 μM,
A-549 là 26,6 μM và MCF-7 là 28.6 μM. Các giá trị này cao hơn so với thuốc đối
chiếu Cisplatin 10 lần [14].
1.3.1.7. Một số tác dụng trị bệnh khác
Trong các nghiên cứu gần đây rhodanin và các dẫn chất của nó cịn cho thấy có
một số tác dụng như chống loạn nhịp tim, chống co giật, chất ức chế tyrosinase,
ức chế cholesterol esterase…[29], [33], [46], [50] [56].
1.3.2. Ứng dụng trong các lĩnh vực khác
Cheng-Hung Lee, Chang-Lin Chiang và Shih-Jung Liu đã nghiên cứu và phát triển
màng lọc nanofibrous gắn kết với rhodanin được ứng dụng trong việc loại bỏ các ion
kim loại nặng ra khỏi nước. Rhodanin và polymethylmethacrylat được hòa tan
trong 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP) sau đó gắn kết với màng nanofibrous
qua q trình phun tĩnh điện.
Các sợi nano rhodanin/polymethylmethacrylat được kiểm soát bằng cách qt
dưới kính hiển vi điện tử. Đường kính trung bình của các sợi nano dao động từ 840
nm đến 1440 nm. Kết quả thực nghiệm cho thấy màng nanofibrous có khả năng bắt
giữ tốt các ion Ag(I) và Pb(II). Một ưu điểm khác là màng nanofibrous có thể
được tái sử dụng sau q trình phục hồi [31].
Bên cạnh đó việc ứng dụng công nghệ nano trong ngành dược cũng đang thu hút
nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học. Các hạt nano với lõi là phân tử γ-Fe2O3 và
vỏ là lớp mỏng được tạo thành từ chuỗi phân tử polyrhodanin, chúng tạo thành các

15

hạt nano có từ tính. Trung bình kích thước của hạt là khoảng 8 nm và độ dày của lớp
polyme là 1,5 nm. Kết quả cho thấy rằng khả năng từ hố của các hạt nano từ tính
giảm rất ít với việc hình thành lớp màng bao polyrhodanin. Điều này mang đến một
triển vọng đầy hứa hẹn trong việc loại bỏ các ion kim loại hay việc sản xuất các hệ
thống vận chuyển thuốc kháng sinh có kiểm sốt [41].
Trong ngành công nghiệp sản xuất vàng, phương pháp được sử dụng để xác định hàm
lượng cyanua tự do trong nhiều năm qua là phương pháp chuẩn độ bạc nitrat với chỉ
thị rhodanin, đến điểm tương đương rhodanin sẽ kết hợp với Ag+ khiến màu chỉ thị
đổi từ vàng sang hồng, nếu tiếp tục cho AgNO3 vào sẽ xuất hiện kết tủa AgCN [17].
Ag+ + 2CNrhodanin (vàng) + Ag+
Ag+ + Ag(CN)2

Ag(CN)2
rhodanin (hồng)
2AgCN