Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất n, s dialkyl hóa của 2 mẻcaptobenzimiazol

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI



NAI SEANGTHAING

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ
DẪN CHẤT N, S- DIALKYL HÓA CỦA
2- MERCAPTOBENZIMIDAZOL


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ



HÀ NỘI - 2015



BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI


NAI SEANGTHAING

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ
DẪN CHẤT N, S- DIALKYL HÓA
CỦA 2- MERCAPTOBENZIMIDAZOL

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:
PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện
Nơi thực hiện:
Bộ môn Công nghiệp Dược
Trường Đại học Dược Hà Nội



HÀ NỘI - 2015


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian làm việc tại Bộ môn Công nghiệp Dược - Trường Đại học
Dược Hà Nội, với tinh thần nghiêm túc, đầy cố gắng, nỗ lực và nhận được sự giúp đỡ
tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, người thân, tôi đã hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất N,
S-dialkyl hóa của 2- mercaptobenzimidazol”.
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc nhất tới
thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện là người trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi
điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện và hoàn thành khóa luận
này. Đồng thời tôi cũng gửi lời cảm ơn đến thầy gio TS. Nguyễn Văn Hi và ThS.
Nguyễn Văn Giang thuộc phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa dược - Bộ môn Công
nghiệp Dược đã rất nhiệt tình giúp đỡ tôi trong việc thực hiên khóa luận này.

Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, anh chị thuộc Bộ môn Công
nghiệp Dược, cũng như cc thầy cô trong Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho tôi học tập trong thời gian 5 năm tại trường.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị em, người
thân và bạn bè của tôi, những người đã luôn luôn quan tâm, giúp đỡ, động viên, tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện khóa luận
này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 14 thng 05 năm 2015

Sinh viên
NAI SEANGTHAING




MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 2
1.1 Khái quát chung về khung 1H-benzimidazol 2
1.1.1 Cấu trúc hóa học 2
1.2. Khái quát chung về 2-mercaptobenzimidazol và dẫn chất 4
1.1.2. Tính chất hóa học của benzimidazol 4
1.2.1. Công thức cấu tạo của 2-mercaptobenzimidazol 4
1.2.2. Tính chất hóa lý học của 2-mercaptobenzimidazol 4
1.3 Tổng quan về tác dụng sinh học của một số dẫn chất 2-
mercaptobenzimidazol 5
1.3.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 5
1.3.2. Tác dụng khng ung thư 8

1.3.3. Tác dụng chống co giật 10
1.3.4. Tác dụng ức chế bơm proton H
+
/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và chống
viêm loét dạ dày 10
1.3.5. Tác dụng diệt virus 12
1.3.6. Tác dụng chống viêm và giảm đau 12
1.3.7. Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 13
1.4. Cc phương php tổng hợp dẫn chất 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2,
1-b] thiazol 13
1.4.1. Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol từ o-phenylendiamin
hoặc dẫn chất 13
1.4.2. Phản ứng alkyl hóa 15
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU 17
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị 17
2.1.1. Hóa chất 17
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ 18


2.2. Nội dung nghiên cứu 19
2.3. Phương php nghiên cứu 20
2.3.1. Tổng hợp hóa học 20
2.3.2. Xc định cấu trúc 21
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 22
3.1. Tổng hợp hóa học 22
3.1.1. Tổng hợp 2-mercaptobenzimidazol (II-a) và 5-methyl-2-
mercaptobenzimidazol (II-b) 23

a. Tổng 2-mercaptobenzimidazol (II-a) 23
b. Tổng hợp 5-methyl-2-mercaptobenzimidazol (II-b) 24
3.1.2. Tổng hợp 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2, 1-b] thiazol (III-a) và 25
7-methyl-2, 3-dihydrobenzo [4,5] imidazo [2,1-b]thiazol (III-b) 25
a. Tổng hợp 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2,1-b] thiazol (III-a) 25
b. Tổng hợp 7-methyl-2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2,1-b]thiazol (III-b) 26
3.1.3 Tạo muối 2, 3-dihydrobenzo [4,5] imidazo [2,1-b] thiazol hydroclorid (IV-a).
27
3.1.4. Tổng hợp 2,3,4,5-tetrahydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b][1,3]thiazepin (V-a) 28
a.Tổng hợp 1,4-dibromobutan 28
b. Tổng hợp 2,3,4,5-tetrahydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b][1,3]thiazepin ( V-a) 29
3.1.5 Tạo muối 2,3,4,5-tetrahydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b][1,3]thiazepin
hydroclorid (VI-a) 30
3.2. Kiểm tra độ tinh khiết 31
3.3. Xc định cấu trúc của các chất tổng hợp được 32
3.3.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) 32
3.3.2. Phổ khối lượng (MS) 33
3.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (
1
H-NMR) 34
3.4. Thư tc dụng kháng khuẩn, kháng nấm 36
3.5. Bàn luận 41
3.5.1. Về tổng hợp hóa học 41


3.5.1.1. Phản ứng ngưng tụ tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol 41
3.5.1.2. Tổng hợp 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo [2, 1-b] thiazol (III-a) và 42
7-methyl-2, 3-dihydrobenzo [4,5] imidazo [2,1-b]thiazol (III-b) 42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC





DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1
H- NMR
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy)
AIDS
Acquired Immune Deficiency Syndrome
CTCT
Công thức cấu tạo
COX
Cyclo- oxygenase
DMSO
Dimethyl sulfoxid
D
2
O
Nước deuteri hóa
DMF
N,N-dimerthylformamid
đvC
Đơn vị carbon
G
Gram

EC
50
half maximal effective concentration
GI
50
Nồng độ ức chế 50% sự phát triển
IC
50
Nồng độ ức chế tối thiểu
R
f
Hệ số lưu giữ (Retention factor)
IR
Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy)
SKLM
Sắc ký lớp mỏng
MEOD
Methanol
MeOH
Methanol
MIC
Nồng độ ức chế tối thiểu (minimum inhibitory concentration )
MS
Phổ khối lượng phân tử (Mass Spectroscopy)
QSAR
Quantitative structure activity relationship
VSV
Vi sinh vật
t
0

Nhiệt độ
t
0
nc

Nhiệt độ nóng chảy
µM
Micromol/L



DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bng 1

Cấu trúc hóa học một số dẫn chất Benzimidazol theo nghiên
cứu của G.Yaseen

7
Bng 2
Danh mục hóa chất, dung môi đã sử dụng
17
Bng 3
Các máy móc, dụng cụ sử dụng trong quá trình thực nghiệm
18
Bng 4
Công thức các chất dự kiến tổng hợp dược.
19

Bng 5
Kết quả tổng hơp hóa học
31
Bng 6
Giá trị R
f
và nhiệt độ nóng chảy (t
o
nc
) của các chất
31
Bng 7
Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR)
32
Bng 8
Kết quả phân tích phổ khối lượng của các sản phẩm
33
Bng 9
Kết quả phân tích phổ
1
H-NMR của các chất
35
Bng 10
Môi trường thử nghiệm kháng khuẩn, kháng nấm
38
Bng 11
Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
40

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1
Cấu trúc hóa học của khung 1H-benzimidazol
2
Hình 1.2
Cấu trúc hóa học của phân tử vitamin B12
3
Hình 1.3
Cấu trúc các thuốc chứa khung benzimidazol
3
Hình 1.4
Cấu trúc hóa học của phân tử 2-mercaptobenzimidazol
4
Hình 1.5
Sự đồng phân hóa của 2-mercaptobenzimidazol

4
Hình 1.6
Công thức cấu tạo chung của dẫn chất 2mercaptobenzimidazol
theo nghiên cứu của Gigani Yanseen năm 2010

6
Hình 1.7
Công thức cấu tạo của dẫn chất 1H-benzo[d]imidazol mang
khung 1,3,4-oxadiazol

8
Hình 1.8
CTCT của các dẫn chất của thế ở các vị trí 1, 2, 5
10
Hình 1.8
Cấu trúc các thuốc ức chế bơm Proton
11
Hình 1.10
CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của B. B. Lohray
và cộng sự năm 2000

11
Hình 1.11
Công thức cấu tạo của Reyila W. thử tác dụng trên virus
12



DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Trang

Sơ đồ 1
Tổng hợp các dẫn chất 2-alkylsulfanylbenzimidazol theo nghiên
cứu của V. Klimesova năm 2002

5
Sơ đồ 2
Tổng hợp một số dẫn chất styrylsulfon theo nghiên cứu của M.
S. Vedula năm 2003

9
Sơ đồ 3
Phản ứng tổng hơp cc chất theo nghiên cứu C.S. Kavitha
12
Sơ đồ 4
Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo Maw-Ling
Wang và Biing-Lang Liu

13
Sơ đồ 5
Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol của VanAllan và
Deacon
14
Sơ đồ 6
Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ
arylcarbamothioyl cyanid và o-cloroanilin

14
Sơ đồ 7
Phản ứng tạo khung 2- mercaptobenzimidazol từ o-nitroanilin
15

Sơ đồ 8
Phản ứng S-alkyl hóa
15
Sơ đồ 9
Phản ứng N-alkyl hóa
16
Sơ đồ 10
Cc giai đoạn tổng hợp các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol
22
Sơ đồ 11
Tổng hợp các chất II-a và II-b
23
Sơ đồ 12
Tổng hợp các chất III-a và III-b
25
Sơ đồ 13
Tổng hợp chất IV-a
27
Sơ đồ 14
Tổng hợp các chất V-a và V-b
28
Sơ đồ 15
Tổng hợp 1,4-dibromobutan
28
Sơ đồ 16
Tổng hợp chất VI-a
30
Sơ đồ 17
Quá trình tạo dẫn chất 2- mercaptobenzimidazol từ
o-phenylen diamin

41
Sơ đồ 18
Cơ chế tạo dẫn chất III-a và III-b từ II-a và II-b
42
Sơ đồ 19
Các sản phẩm phụ có thể có trong phản ứng tổng hợp III-a, III-b
43
Sơ đồ 20
Cơ chế tạo dẫn chất II-a và II-b từ II-a và II-b
43


Sơ đồ 21
Quá trình tạo sản phẩm và sản phảm phụ
44
1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay các thuốc có nguồn gốc tổng hợp Hóa dược vẫn đang đóng một vai
trò quan trọng, chiếm tỷ lệ lớn trong điều trị. Xã hội ngày càng phát triển kéo theo sự
phát triển ngày càng phức tạp của mô hình bệnh tật, vì thế quá trình nghiên cứu các
hợp chất mới ngày càng được đẩy mạnh. Đây là môt việc làm hết sức thiết thực để
đp ứng nhu cầu điều trị.
Để tìm được các hoạt chất có hiệu quả điều trị cao, ít độc và có thể ứng dụng
trong điều trị, các nhà khoa học thường dựa vào cấu trúc của các chất đang được dùng
làm thuốc hoặc các chất có tác dụng sinh học triển vọng để tạo ra nhiều thuốc mới.
Đồng thời, một số thuốc mới được ra đời là kết quả của quá trình nghiên cứu lâu dài
có sự phối hợp của nhiều ngành nghiên cứu như hóa dược, bào chế, dược lý-dược
lâm sàng, vi sinh…Trong quá trình tìm kiếm này, tổng hợp hóa dược đóng một vai

trò quan trọng, nhất là phát hiện ra các chất mới có hoạt tính sinh học cao thuộc nhiều
cấu tạo khác nhau. Số này phải kể đến dẫn chất của benzimidazol. Nhiều công trình
nghiên cứu cho thấy dẫn chất benzimidazol là nhóm chất dị vòng có tác dụng sinh
học rất đa dạng như: khng khuẩn, kháng nấm, chống viêm, giảm đau, trị giun sán,
chống co giật, ức chế virus, chống ung thư Trong đó dẫn chất 2-
mercaptobenzimidazol được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu trong thời gian
gần đây.
Để góp phần làm phong phú thêm các nghiên cứu về tổng hợp và thử tác dụng
sinh học của lớp dẫn chất quan trọng này, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu
tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất N, S-dialkyl hóa của 2-
mercaptobenzimidazol” với các mục tiêu chính:
1. Tổng hợp một số dẫn chất N, S-diakyl hóa của 2- mercaptobenzimidazol.
2. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất N, S-diakyl hóa
của 2- mercaptobenzimidazol tổng hợp được.


2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Khái quát chung về khung 1H-benzimidazol
1.1.1 Cấu trúc hóa học
Benzimidazol là một hợp chất hữu cơ dị vòng, có cấu trúc là một hệ vòng gồm
2 nhân benzen 6 cạnh kết hợp với dị vòng 5 cạnh imidazol. Trong lịch sử,
benzimidazol đã được nhà khoa học Hoebrecher pht minh đầu tiên vào năm 1872
[19].

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của khung 1H-benzimidazol
Trong tự nhiên đã tồn tại của dẫn xuất benzimidazol và nhận được nhiều sự
quan tâm trong lĩnh vực hóa dược [11, 12]. Dẫn chất này đã tìm thấy các ứng dụng
thực tế trong một số lĩnh vực. Trong đó vitamin B

12
có trong thịt, trứng, sản phẩm bơ
sữa trong gan và rất nhiều vi sinh vật tự tổng hợp vitamin B
12
. Cấu trúc hóa học của
vitamin B
12
gồm có 2 phần: phần cobamid và phần nucleotid. Phần nucleotid gồm 5,
6-dimethyl [3]. Gần đây benzimidazol lại được quan tâm tới bởi những khám phá về
5, 6-dimethyl benzimidazol đã tìm thấy trong một phần cấu trúc của vitamin B
12
[13]
(xem hình 1.2).
3


Hình 1.2. Cấu trúc hóa học của phân tử vitamin B
12
Trên thị trường hiện nay đang sử dụng một số loài thuốc có cùng cấu trúc
benzimidazol như albendazol, mebendazol, thiabendazol (thuốc trị giun), omeprazol
(chống loét) v.v [13, 16] (xem Hình 1.3).


Hình 1.3. Cấu trúc các thuốc chứa khung benzimidazol
Những năm gần đây sự quan tâm được tập trung về cấu trúc benzimidazol.
Việc phát hiện nhóm thuốc này là cơ sở để phát hiện thuốc hiện đại hơn bằng sự sửa
đổi của một phân tử thuốc nguyên mẫu. Các dẫn xuất benzimidazol có nhóm thế khác
nhau có tác dụng bao gồm cả chống ung thư, kháng virus, kháng khuẩn, kháng nấm,
trị giun, chống viêm, kháng histamin, thuốc ức chế bơm proton, chất chống oxy hóa,
hạ huyết áp và tác dụng chống đông mu. Cc dẫn xuất của nó cũng còn có tác dụng

gây độc tế bào.
4

1.1.2. Tính chất hóa học của benzimidazol
Benzimidazol là một base yếu, có thể hòa tan trong acid vô cơ loãng. Tính
base của benzimidazol yếu hơn imidazol. Benzimidazol cũng có tính chất của một
acid, tan tốt trong dung dịch kiềm [14].
1.2. Khái quát chung về 2-mercaptobenzimidazol và dẫn chất
1.2.1. Công thức cấu tạo của 2-mercaptobenzimidazol
Tên khoa học và cấu trúc: (xem hình 1.4)

1H-Benzo[d]imidazol-2-thiol
Hình 1.4. Cấu trúc hóa học của phân tử 2-mercaptobenzimidazol
- Công thức phân tử: C
7
H
6
N
2
S
- Khối lượng phân tử: 150,2 đvC
1.2.2. Tính chất hóa lý học của 2-mercaptobenzimidazol
2-Mercaptobenzimidazol có nguyên tử hydro liên kết với nguyên tử nitơ ở vị
trí số 1 dễ dàng bị đồng phân hóa. Nó được tồn tại ở 2 dạng đồng phân hỗ biến là
thiol và thion (xem hình 1.5).
Trong phân tử có nhóm thioamid (-N-C=S), nên nó được xem như là một hợp
chất thioamid. Nó có khả năng tham gia phản ứng thế ở nguyên tử nitơ hoặc lưu
huỳnh.

Hình 1.5. Sự đồng phân hóa của 2-mercaptobenzimidazol

- Đặc điểm tinh thể: Tinh thể hình phiến mỏng, có màu vàng nhạt hoặc màu trắng.
5

- Độ tan:
 Tan được trong dung môi hữu cơ như: methanol, ethylacetat, aceton,
tan rất tốt trong ethanol, rất ít tan trong nước.
 Độ hòa tan trong nước < 0,1g/100 mL ở 23,5
o
C.
- Nhiệt độ nóng chảy t
0
nc
= 300 - 305
o
C.
1.3. Tổng quan về tác dụng sinh học của một số dẫn chất
2-mercaptobenzimidazol
1.3.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
Do cấu tạo giống nhân purin của vi khuẩn và vi nấm nên các hợp chất có khung
benzimidazol có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. Vi khuẩn gây bệnh như viêm
phổi, thương hàn, sốt rét, một số nhiễm trùng khác nhau và một số bệnh nghiêm trọng
như lao, cúm, giang mai và AIDS đều tác dụng tốt.
Năm 2002, V. Klimesova cùng cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp và thử tác
dụng kháng khuẩn, kháng nấm của một số các dẫn chất 2-alkylsulfanylbenzimidazol:
(Xem sơ đồ 1)
Sơ đồ 1. Tổng hợp một số chất 2-alkylsulfanylbenzimidazol
theo nghiên cứu của V. Klimesova năm 2002
6

Hoạt tính kháng khuẩn được thử bằng phương php khuếch tán trên thạch, trên
chủng vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis và non-tuberculosis Mycobacterium ở
các nồng độ: 1000, 500, 125, 62, 32, 16, 8, 4µmol/L với dung môi thử DMSO. Chất
đối chiếu là isoniazid, nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) được xc định sau khi ủ ở 37
o
C
trong 7, 14 và 21 ngày.
Hoạt tính kháng nấm được thử bằng phương php pha loãng 2 lần liên tiếp với
dung môi DMSO trên các chủng nấm Candida albicans, C. tropicalis, C.krusei,
C.glabrata, Trichosporon beigelii, Trichophyton mentagrophytes và Aspergillus
fumigatus ở các nồng độ 1000-15 µmol/L. Nồng độ ức chế tối thiểu được xc định
sau 24 giờ ủ ở 35
o
C, riêng đối với Trichophyton mentagrophytes, MIC được ghi lại
sau 72 và 120 giờ ủ.
Kết quả cho thấy các dẫn chất đem thử có hoạt tính kháng khuẩn và kháng
nấm đều khá tốt. Có thể nhận thấy rõ hoạt tính kháng khuẩn của các chất, đặc biệt là
trên non-tuberculosis Mycobacterium. Các dẫn chất có nhóm thế 3, 5-dinitro cho hoạt
tính tốt nhất, trên các chủng M. kansasii và M. avium cho hoạt tính cao hơn cả chất
đối chiếu isoniazid. Hoạt tính kháng nấm của các chất này tương đối thấp. Hoạt tính
kháng nấm yếu quan st được trên Trichophyton mentagrophytes [17].
Năm 2010, G. Yaseen cùng cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp và thử
tác dụng kháng khuẩn của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol có công thức tổng quát
như sau: (Xem hình 1.6)
(1)
Hình 1.6. Công thức cấu tạo chung của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol
theo nghiên cứu của Gigani Yanseen năm 2010

7

Bng 1. Cấu trúc hóa học một số dẫn chất Benzimidazol theo nghiên cứu của
G.Yaseen
Chất
R
1a

1b

1c

1d

1e

1f


Tiến hành thử tác dụng kháng khuẩn in vitro bằng phương php khuếch tán
trên thạch. Thực nghiệm kháng khuẩn được thực hiện trên E. coli ATCC3750 và B.
subtilis 6633 với chất đối chiếu là ciprofloxacin ở các nồng độ 50µg/ mL, 100µg/ mL,
200µg/ mL. Sau khi tiến hành, kết quả khá tốt ở nồng độ 200µg/ mL. Các chất này
có tác dụng kháng khuẩn theo cơ chế ức chế dihydrofolat reductase- một enzym quan
trọng trong tổng hợp mới nhân purin của vi khuẩn, do các dẫn chất 2-
mercaptobenzimidazol có cấu trúc tương tự với nhân purin của nucleotid.
Kết quả cho thấy tất cả các chất 1a, 1b, 1c, 1d, 1e và 1f đều có tác dụng ức
chế với cả 2 vi khuẩn trên. Trong đó chất 1c và 1e cho tác dụng mạnh nhất, chất 1a
8

và 1d không có tác dụng ức chế đối với E. coli ở nồng độ thấp hơn 50 µg/ mL, 1f có
tác dụng yếu trên B. subtilis [18].
1.3.2. Tác dụng kháng ung thư
Tuy nhiên, ung thư là st thủ lớn nhất của cuộc sống trên toàn thế giới, hàng
triệu người đã mất mạng do ung thư. Cuộc chiến chống ung thư là vấn đề thách thức
đối với khoa học y tế. Do đó điều trị chống ung thư là nhiệm vụ cấp bách của các nhà
khoa học hiện nay.
Năm 2012, tại viện Hamdard,R Mohd, đã tổng hợp thành công và thử tác dụng
chống ung thư của 25 dẫn chất 1H-benzo[d]imidazol mang khung 1,3,4-oxadiazol.
Tất cả các dẫn chất đã được nghiên cứu tác dụng chống ung thư với 60 dòng tế bào.
Trong đó dẫn chất 2 cho hoạt động chống ung thư là tốt nhất. Nghiên cứu liên quan
giữa cấu trúc và tác dụng (QSAR – quantitative structure activity relationship), cho
thấy vai trò quan trọng của nhóm đẩy điện tử (-NH
2
, -2-Cl, -2,4-diCl-) trên vòng
phenyl ở vị trí số 5-oxadiazol trong tác dụng chống ung thư. Còn cc nhóm thế trên
methyl như: -N(C
2
H
5
)
2
, -O-C
6
H
5
ở vị trí số 5-oxadiazol làm cải thiện hoạt tính chống
ung thư. Cc nhóm thế hút điện tử như –COOH, -C=O không cho thấy vai trò rõ ràng
của mình [4] (xem Hình 1.7).

(2)
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của dẫn chất 1H-benzo[d]imidazol mang khung 1,3,4-
oxadiazol
Năm 2003, M. S. Vedula và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất
styrylsulfon của 2-mercaptomethylbenzimidazol. Các dẫn chất tổng hợp được đem
thử in-vitro trên các dòng tế bào ung thư khác nhau. Kết quả cho thấy các dẫn chất
đem thử trên thực tế cho tác dụng gây độc tế bào từ vừa phải đến tốt.
9

Trong đó, cc dẫn chất với nguyên tử halogen ở vị trí p- trên nhân thơm cho
hoạt tính khá mạnh. Đặc biệt là dẫn chất 5a (R=R
1
= R
3
= H, R
2
= Br) với nhóm bromo
ở vị trí p- trên nhân phenyl cho tác dụng với GI
50
trung bình là 8,5 µM. Dẫn chất này
cho tác dụng đặc biệt trên các dòng tế bào vú, thận và CNS (tế bào ung thư hạch ở
bệnh nhân AIDS) và buồng trứng. Chất 5b (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy phenyl) cho
tác dụng tốt hơn cc hợp chất có gắn halogen ở vị trí o- với GI
50
< 50µM trên hầu hết
các dòng tế bào thử. Chất 5c (R= -6-Cl, R
1
= -CH
3
, R

2
= -Cl, R
3
= H) cho thấy hoạt tính
mạnh nhất với tác dụng ức chế 50% sự phát triển của 4 dòng tế bào trên ở nồng độ <
1µM.
Sơ đồ 2. Tổng hợp một số dẫn chất styrylsulfon theo nghiên cứu của M. S. Vedula
năm 2003
Đặc tính dược lực học của 5c và được chọn để nghiên cứu trên chuột. Dựa trên
cơ sở đặc tính dược lực học tương đối tốt, chất 5c được đem đi thử nghiệm in vivo
10

trên dòng tế bào ung thư đại tràng người (HT-29) ghép ngoại lai trên chuột. Kết quả
cho thấy 5c chống lại 51% sự phát triển của HT-29 trong biểu đồ nghiên cứu [25].
1.3.3. Tác dụng chống co giật
Một số hợp chất tiềm năng chống co giật đã được tổng hợp từ các dẫn chất
benzimidazol thế ở các vị trí 1, 2, 5 đã được báo cáo. Kết quả nghiên cứu QSAR chỉ
ra rằng, sự thay đổi tại vị trí một (R
1
) không thay đổi hoạt động của các hợp chất tổng
hợp, chiều dài chuỗi tối ưu của R
2
chi phối khả năng hoạt động của các thuốc chống
co giật. Kết quả cũng cho thấy rằng các hợp chất tổng hợp với cc nhóm hút điện tử
ở vị trí 5 trên R3 được chứng minh là có tác dụng chống co giật tốt hơn [22] (xem
hình hình 1.8).
(3)
(4) (5)
R= H, CH
3

, C
2
H
5
, C
3
H
7
, C
4
H
9
R= H, CH
3
, C
2
H
5
, C
3
H
7
, C
4
H
9

Hình 1.8. CTCT của các dẫn chất của thế ở các vị trí 1, 2, 5
1.3.4. Tác dụng ức chế bơm proton H
+

/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và
chống viêm loét dạ dày
Dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol được biết tới với nhiều thuốc sử dụng trong
điều trị với tác dụng ức chế bài tiết dịch vị, ức chế bơm proton H
+
/K
+
-ATPase và
chống loét dạ dày. Gần đây, benzimidazol cũng đã được sử dụng để điều trị chống
bài tiết dịch vị và chống viêm loét dạ dày như omeprazol, lansoprazol, pantoprazol,
rabeprazol, esomeprazol [15], [16] (xem hình 1.9).
11


Hình 1.9. Cấu trúc các thuốc ức chế bơm Proton
Năm 2000, B. B. Lorhray và cộng sự đã tiến hành tổng hợp và thử tác dụng
chống viêm loét và chống bài tiết dịch vị dạ dày của dẫn chất benzimidazol có công
thức chung cấu tạo như sau [20]: (Xem hinh 1.10)
(6)
Hình 1.10. CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của B. B. Lohray và
cộng sự năm 2000
Tất cả các dẫn chất đều có tác dụng chống loét, chống bài biết dịch vị. Hơn
nữa, phần lớn các chất này đều có tác dụng chống bài tiết dịch vị mạnh hơn
omerprazol và có hiệu lực cao trong chống viêm loét dạ dày, đặc biệt là bảo vệ niêm
mạc dạ dày không bị tổn thương do ethanol.
12

1.3.5. Tác dụng diệt virus

Năm 2013, W Reyila. và công sự đã tiến hành nghiên cứu tác dụng ức chế
coxsackievirus B3 (CVB3) và coxsackievirus B6 (CVB6) của các dẫn chất thế ở vị
trí 1,4,5 trên nhân 1H-benzo[d]imidazol với nhóm thế là dị vòng như: 1,3,4-
oxadiazol; 1,2,3-thiadiazol; 1,2,4-triazol; 2-pyridyl …
Kết quả cho thấy các dẫn chất đều có tác dụng diệt virus, trong đó cc dẫn chất
có nhóm thế ở vị trí 4,5 trên nhân 1H-benzo[d]imidazol cho tác dụng rất tốt, với
CBV3:IC
50
<10 µg/ mL, với CBV6:IC
50
< 13 µg/ mL, tốt hơn nhiều so với đối chiếu
có IC
50
= 384,90 µg/ mL. Thêm vào đó, nổi bật lên là dẫn chất (7) có hoạt tính rất cao
(với CBV3:IC
50
= 1,08 µg/ mL, CBV6:IC
50
= 3,25 µg/ mL), và chọn lọc ( EC
50
lần
lượt là 66,67 và 61,7). Như vậy, đây là một tác nhân mới rất mạnh, ít có tác dụng có
hại lên tế bào chủ [23] (xem hình 1.11).
(7)
Hình 1.11. Công thức cấu tạo của Reyila W. thử tác dụng trên virus
1.3.6. Tác dụng chống viêm và gim đau
Năm 2010 C.S. Kavitha cùng có cộng sự đã tổng hợp một loạt các dẫn chất
của 2-mercaptobenzimidazol bằng phản ứng của 2-(cloromethyl)-1H-benzimidazol
với amin thơm bậc nhất (xem sơ đồ 3).
Sơ đồ 3. Phản ứng tổng hơp các chất theo nghiên cứu C.S. Kavitha

13

Các chất tổng hợp được sàng lọc tác dụng giảm đau, chống viêm bằng thử tác
dụng trên chuột. Kết quả cho thấy các hợp chất có nhóm thế (R= H, R’= H) và chất
có nhóm thế (R=Cl, R’= Br) 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) [5].
1.3.7. Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol
Rất nhiều dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol được tổng hợp và đã thử tác dụng
sinh học. Nhiều hoạt tính sinh học khc nhau như giảm lipid mu và xơ vữa động
mạch [24], [12], ức chế men COX, chống đông mu, chống virus đã dược chứng
minh… [21].
1.4. Các phương pháp tổng hợp dẫn chất 2, 3-dihydrobenzo [4, 5] imidazo
[2, 1-b] thiazol
1.4.1. Phn ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol từ o-
phenylendiamin hoặc dẫn chất
Theo nghiên cứu của Maw-Ling Wang và Biing-Lang Liu (năm 1995) khung
2-mercaptobenzimidazol được tổng hợp bởi nguyên liệu là o-phenylendiamin và
carbon disulfid trong ethanol hoặc methanol và nước dưới xúc tác của các amin bậc
3 (R
3
N) [9, 10] (xem sơ đồ 4).
Phản ứng xảy ra theo từng bước như sau:

Sơ đồ 4. Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo Maw-Ling Wang và
Biing-Lang Liu
Năm 1950, J. A. VanAllan và B. D. Deacon đã nghiên cứu tổng hợp 2-
mercaptobenzimidazol từ o-phenylendiamin và kali ethylxantat trong dung môi
ethanol. Trong quá trình phản ứng cho hiệu suất khoảng 84 – 86,5 %, kali ethylxatat
có thể được thay bằng hỗn hợp kalihydroxyd và carbon disulfid với hiệu suất đạt được
14

tương đương. Sản phẩm được kết tinh lại trong ethanol 95% thu được khoảng 90%
sản phẩm với nhiệt độ nóng chảy không đổi [8] (xem sơ đồ 5).
Đây là con đường kinh điển tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol từ o-
phenylendiamin:



Sơ đồ 5. Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol của VanAllan và Deacon
Ngoài ra khung 2-mercaptobenzimidazol cũng có thể thu được từ phản ứng đi
từ nguyên liệu ban đầu là dẫn chất arylcarbamothioyl cyanid và o-cloroanilin trong
dioxan/TEA [7]: (Xem sơ đồ 6)

Sơ đồ 6. Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ arylcarbamothioyl cyanid
và o-cloroanilin
Nhân 2-mercaptobenzimidazol cũng có thể tạo ra từ o-nitroanilin bằng cách
alkyl hóa nhóm -NH
2
trước và khử hóa nhóm -NO
2
sau, sau đó là phản ứng tạo 2-
mercaptobenzimidazol [6] (xem sơ đồ 7).