Tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất 1 (oxadiazolyl)methyl benzimidazol

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN KIM CƯỜNG

TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT
1-[(OXADIAZOLYL)METHYL]-
BENZIMIDAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ



HÀ NỘI-2015



BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI


NGUYỄN KIM CƯỜNG

TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT
1-[(OXADIAZOLYL)METHYL]-
BENZIMIDAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

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

HÀ NỘI-2015


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy giáo, PGS.TS.
Nguyễn Đình Luyện, , TS. Nguyễn Văn Hải, những người đã tận tình hướng dẫn
em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn Ths. Phạm Thị Hiền ,Ths. Nguyễn Văn Giang,
Ths. Đào Nguyệt Sương Huyền và CN. Phan Tin Thành đã nhiệt tình gip đ và
tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến những thầy cô giáo đã giảng dạy em
trong quá trình học tập tại trường, những kiến thức mà em nhận được trên giảng
đường đại học sẽ là hành trang gip em vững bước trong tương lai.
Trong quá trình thực hiện khóa luận em đã nhận được sự gip đ của các cán
bộ Phòng Phân tích phổ - Viện Hóa học – Viện Công nghệ Sinh học của Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Bộ môn Vi Sinh - Sinh học - Trường Đại học
Dược Hà Nội cng toàn thể các thầy cô trong trường, thư viện trường.
Em cũng muốn gửi lời cảm ơn đến các anh chị và các bạn trong nhóm làm
khóa luận ở bộ môn Công nghiệp Dược đã gip đ và cho em những lời khuyên bổ
ích về chuyên môn trong quá trình nghiên cứu.
Cuối cng, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả bạn bè, và đặc biệt là
cha mẹ và anh trai, những người luôn kịp thời động viên và gip đ em vượt qua
những khó khăn trong cuộc sống.

Sinh viên
Nguyễn Kim Cường






MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN __________________________________________ 2
1.1 Tổng quan về tác dụng sinh học của benzimidazol _____________________ 2
1.1.1 Kháng khuẩn 2
1.1.2. Kháng virus 4
1.1.3. Chống ung thư 6
1.1.4. Chống kí sinh trùng 8
1.1.5. Các hoạt động chống viêm và giảm đau 9
1.2 Tác dụng của dẫn chất mang cả khung benzimidazol và oxadiazol _______ 11
1.2.1 Tác dụng gây độc tế bào ung thư 11
1.2.2 Tác dụng kháng khuẩn 13
1.3 Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất _______________________________ 15
1.3.1 Phản ứng tạo vòng 1,3,4-oxadiazol 15
1.3.2 Phản ứng tạo vòng benzimidazol 15
1.3.3 Phản ứng S-alkyl hóa 17
1.4 Lựa chọn hướng tổng hợp và thử tác dụng sinh cho đề tài ______________ 17
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU ____________________________________________________ 18
2.1 Nguyên liệu và thiết bị. _________________________________________ 18
2.1.1 Hóa chất và dung môi 18
2.1.2 Thiết bị, dụng cụ đã sử dụng trong thực nghiệm 19
2.2 Nội dung nghiên cứu ___________________________________________ 20
2.3 Phương pháp nghiên cứu ________________________________________ 22
2.3.1 Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết 22


2.3.2 Xác định cấu trúc 22
2.3.3 Thử tác dụng sinh học 23
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ______________ 25
3.1 Tổng hợp hóa học. _____________________________________________ 25
3.1.1 Tổng hợp 2-methyl-1H-benzo[d]imidazol (I) 26
3.1.2 Tổng hợp ethyl 2-(2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)acetat (II) 26
3.1.3 Tổng hợp 2-(2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)acetohydrazid (III) 27
3.1.4 Tổng hợp 5-((2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)methyl)-1,3,4-
oxadiazole-2-thiol (IV) 28
3.1.5 Tổng hợp 2-((5-((2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)methyl)-1,3,4-
oxadiazol-2-yl)thio)acetamid (IVa) 29
3.1.6. Tổng hợp methyl 4-(4-((5-((2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-
yl)methyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl)thio)butoxy)benzoat (IVb) 30
3.1.7 Tổng hợp N-(2,4-dichlorophenyl)-5-((2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-
yl)methyl)-1,3,4-oxadiazol-2-amin (IVc) 32
3.2 Kiểm tra độ tinh khiết __________________________________________ 34
3.3 Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được _______________________ 35
3.3.1 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) 36
3.3.2 Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) 37
3.3.3 Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (
1

H-NMR) 38
3.4 Thử tác dụng sinh học __________________________________________ 38
3.5 Bàn luận _____________________________________________________ 39
3.5.1 Về tổng hợp hóa học và xác định cấu trúc các hợp chất 39
3.5.2 Về cấu trúc của các hợp chất trung gian và sản phẩm 41
3.5.3 Về tác dụng sinh học 43
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT __________________________________________ 44
DANH MỤC TÀI LIỆU_____________________________________________ 45


PHỤ LỤC ________________________________________________________ 49


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1
H-NMR
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (
1
H nuclear magnetic
resonance)
HepG2
Dòng tế bào ung thư gan
BuOH
n-Butanol
ECA
Ethylcloroacetat
EtOH
Ethanol
g
Gam

h
Giờ
IC
50

Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Half maximal inhibitory
concentration)
IR
Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)
Lu
Dòng tế bào ung thư phổi
MIC
Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory concentration)
MS
Phổ khối (Mass spectrometry)
MT
Môi trường
R
f

Hệ số lưu giữ (Retention factor)
T
0
nc
Nhiệt độ nóng chảy
TLC
Sắc kí lớp mỏng (Thin layer chromatography)

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Danh mục các dung môi, hóa chất 18
Bảng 2.2 Danh mục các thiết bị, dụng cụ 19
Bảng 2.3. Công thức các chất dự kiến tổng hợp được. 21
Bảng 3.1. Kết quả tổng hợp hóa học 34
Bảng 3.2 R
f
và t
0
nc
của 7 chất tổng hợp được 35
Bảng 3.3. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của IVa, IVb, IVc 36
Bảng 3.4. Kết quả phân tích phổ khối lượng của IVa, IVb, IVc 37
Bảng 3.5. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân
1
H của IVa, IVb, IVc 38




DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Công thức các chất theo nghiên cứu của Kazimierczuk và cộng sự 2
Hình 1.2 Công thức các chất theo nghiên cứu của Ansari và Lal 3
Hình 1.3 Công thức các chất theo nghiên cứu của Gupta và Rani 3
Hình 1.4 Công thức các chất theo nghiên cứu của Ghoneim và cộng sự 4
Hình 1.5 Công thức các chất theo nghiên cứu của Pandey và Shukla 4
Hình 1.6 Công thức các chất theo nghiên cứu của Yadav và Pal 5
Hình 1.7 Công thức các chất theo nghiên cứu của Kristina và cộng sự 5
Hình 1.8 Công thức các chất theo nghiên cứu của Bishnoi và cộng sự 6

Hình 1.9 Công thức các chất theo nghiên cứu của Hranjec và cộng sự 6
Hình 1.10 Công thức theo nghiên cứu của Gellis và cộng sự 7
Hình 1.11 Công thức các chất theo nghiên cứu của Sondhi và cộng sự 8
Hình 1.12 Công thức các chất theo nghiên cứu của Mavrova và cộng sự 9
Hình 1.13 Công thức các chất theo nghiên cứu của Taha 10
Hình 1.14 Công thức các chất theo nghiên cứu của Mohan và cộng sự 10
Hình 1.15 Công thức các chất theo nghiên cứu của Gaba và cộng sự 11
Hình 1.16. Công thức 1 số chất theo nghiên cứu Mohammad Shaharyar và cộng sự
13
Hình 1.17 Công thức các chất theo nghiên cứu của Ansari và Lal 13





DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1 Sơ đồ tổng hợp theo nghiên cứu của Gomez và cộng sự 9
Sơ đồ 1.2. Sơ đồ tổng hợp theo nghiên cứu Asif Husain và cộng sự 12
Sơ đồ 1.3. Tổng hợp các chất theo nghiên cứu Salahuddin và cộng sự 14
Sơ đồ 1.4. phản ứng tạo vòng oxadiazol theo Shelly Gapil và cộng sự 15
Sơ đồ 1.5. Phản ứng tạo vòng oxadiazol theo Salahuddin và cộng sự 15
Sơ đồ 1.6. o-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic thơm 16
Sơ đồ 1.7. Tổng hợp 2-alkyl và 2-arylbenzimidazol theo phương pháp vi sóng 16
Sơ đồ 1.8. Sơ đồ tổng hợp acid 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic 16
Sơ đồ 1.9. Phản ứng S-akyl hóa 5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-thiol 17
Sơ đồ 3.1 Các giai đoạn tổng hợp các dẫn chất 25
Sơ đồ 3.2 Tổng hợp 2-methyl-1H-benzo[d]imidazol (I) 26
Sơ đồ 3.3 Tổng hợp ethyl 2-(2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)acetat (II) 26
Sơ đồ 3.4 Tổng hợp 2-(2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)acetohydrazid (III) 27
Sơ đồ 3.5. Tổng hợp 1-[(2-mercapto-1,3,4-oxadiazol-5-yl)methyl]-2-methyl 28

-1H-benzo[d]imdazol (IV) 28
Sơ đồ 3.6 Tổng hợp 2-((5-((2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-yl)methyl)-1,3,4-
oxadiazol-2-yl)thio)acetamid (IVa) 29
Sơ đồ 3.7. Tổng hợp methyl 4-(4-((5-((2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-
yl)methyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl)thio)butoxy)benzoat (IVb) 30
Sơ đồ 3.8 Tổng hợp methyl 4-(4-bromobutoxy)benzoat 30
Sơ đồ 3.9 Tổng hợp N-(2,4-dichlorophenyl)-5-((2-methyl-1H-benzo[d]imidazol-1-
yl)methyl)-1,3,4-oxadiazol-2-amin (IVc) 32
Sơ đồ 3.10. Tổng hợp 2-cloro-N-(2,4-diclorophenyl)acetamid 33




1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Xã hội càng phát triển thì mô hình bệnh tật của con người càng trở nên phức
tạp và nhu cầu chăm sóc cũng ngày càng tăng lên. Chính vì thế việc nghiên cứu tìm
ra các thuốc mới đóng vai trò quan trọng trong chiến lược bảo vệ sức khỏe con
người của mỗi quốc gia. Tuy nhiên sự ra đời của thuốc mới là cả một quá trình thử
nghiệm lâu dài. Đó là kết quả nghiên cứu của nhiều ngành khoa học, trong đó tổng
hợp hóa dược đóng vai trò quan trọng. Được hình thành và phát triển trên cơ sở của
tổng hợp hữu cơ, tổng hợp hóa dược đã trở thành một ngành khoa học riêng biệt ,
nhằm tạo ra các thuốc phục vụ cho việc phòng và điều trị bệnh. Ngày nay, những
thuốc có nguồn gốc tổng họp hóa dược chiếm một số lượng rất lớn và không thể
thiếu trong cuộc sống.
Để tìm được các hoạt chất có hiệu quả điều trị cao, ít độc tính và có thể ứng
dụng trong điều trị và lâm sàng, các nhà tổng hợp hóa dược thường dựa vào cấu trúc
của các chất có tác dụng sinh học triển vọng để tổng hợp hoặc bán tổng hợp tạo ra
nhiều thuốc mới.

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh được các dẫn chất 1H-benzo[d]imidazol là
nhóm hợp chất dị vòng có tác dụng sinh học đa dạng như: kháng khuẩn, kháng nấm,
diệt virus, chống ung thư, chống lao, chống co giật…
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
Do đó, chúng tôi đã tiến hành đề tài “Tổng hợp và thử tác dụng sinh học
một số dẫn chất của 1-[(oxadiazolyl)methyl]-benzimidazol” với các nội dung:
1 Tổng hợp một số dẫn chất 1-[(oxadiazolyl)methyl]-benzimidazol với các
nhóm thế khác nhau tại vị trí số 2 trên vòng 1,3,4-oxadiazol.
2 Thử tác dụng gây độc tế bào của một số dẫn chất tổng hợp được.


2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về tác dụng sinh học của benzimidazol
1.1.1 Kháng khuẩn
Kazimierczuk và cộng sự (2002) đã tổng hợp được hai loại dẫn xuất của
benzimidazol, chất đầu tiên dựa trên dẫn xuất 2-thioalkyl và thioaryl của
benzimidazol (1), chất thứ hai dựa trên vòng 5,6-dinitrobenzimidazol (2) và đã
chứng minh được hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất trên chống lại các chủng
khuẩn bệnh viện Stenotrophomonas malthophilia [20].


Hình 1.1 Công thức các chất theo nghiên cứu của Kazimierczuk và cộng sự
Sau đó, Ansari và Lal (2009) đã tổng hợp được azetidin-2-on (3) và đánh giá
về hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn Bacillus subtilis, Escherichia coli,
Candida albicans, Aspergillus niger và Aspergillus flavus. Các hợp chất thử nghiệm
có hiệu quả chống lại vi khuẩn gram dương. Các nhóm thân dầu của phân tử đóng

vai trò thiết yếu trong việc tạo ra hiệu quả kháng khuẩn [7, 8 ].
3



Hình 1.2 Công thức các chất theo nghiên cứu của Ansari và Lal
Gupta và Rani (1977) tổng hợp 2-thiohalogenonitrophenylbenzimidazol bằng
cách ngưng tụ halogenonitrobenzen và muối natri của 2-mercaptobenzimidazol IV,
thử nghiệm về hoạt tính kháng nấm chống lại Helmithosporium sativum, A. niger và
Fusarium oxysporum bằng phương pháp bào tử nảy mầm và đã ghi nhận được sự ức
chế của các bào tử ở mức 10 ppm [16].


Hình 1.3 Công thức các chất theo nghiên cứu của Gupta và Rani
Ghoneim và cộng sự (1998) tổng hợp các dẫn xuất của 2-[(4-aminophenyl)
sulphonyl] (5) của benzimidazol và kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn chống lại E. coli
bằng phương pháp khuếch tán trên thạch. [14].
4


Hình 1.4 Công thức các chất theo nghiên cứu của Ghoneim và cộng sự
Tất cả các dẫn xuất 4-amino và 2,4-diaminophenylsulphonyl đều cho thấy
hoạt tính kháng khuẩn.
1.1.2. Kháng virus
Pandey và Shukla (1999) đã tổng hợp được các dẫn chất 7-(arylamidoalkyl)-
3,4-diphenyl-isoquinolinyl-[1,5-c]-benzimidazol (6) và được đánh giá in vivo chống
lại virus cúm (IV) bằng cách cấy nó trong trứng của 1 con gà mái có phôi 10 ngày
tuổi ở nồng độ 0,5 mg mỗi phôi trong khoang niệu. Sau 48 h cho thấy rằng dẫn chất
isoquinonyl benzimidazol với nhóm nicotinamid cho thấy tác dụng tối đa [24].

Hình 1.5 Công thức các chất theo nghiên cứu của Pandey và Shukla
Yadav và Pal (1996) đã tổng hợp được một số chất của benzimidazol như công
thức dưới và thử nghiệm về hoạt tính kháng virus [33].
5


Hình 1.6 Công thức các chất theo nghiên cứu của Yadav và Pal
Kristina và cộng sự (2007) đã tổng hợp dược một nhóm dẫn chất 2-R1-5-
amidino-benzimidazol (11) dẫn xuất mang amidino ở C-5 của vòng benzimidazol
bằng cách sử dụng các nhân dị vòng khác nhau tại C-2 và được đánh giá về hoạt
tính kháng virus đối với virus coxsackie và virus echo. Tác dụng chông virus đã
quan sát thấy ở các hợp chất có vòng pyridin tại C-2 [21].

Hình 1.7 Công thức các chất theo nghiên cứu của Kristina và cộng sự
Bishnoi và cộng sự (1978) đã tổng hợp được 10-(α-p-benzimidazolyl-1-
aminobenzyl)phenothiazin (12) và đã thể hiện được hoạt tính kháng virus đối với
JEV và HSV-1 [9].
6


Hình 1.8 Công thức các chất theo nghiên cứu của Bishnoi và cộng sự
1.1.3. Chống ung thư
Hranjec và cộng sự (2011) đã tổng hợp được một loạt các dẫn xuất
benzimidazol với base Schiff (13) bằng phản ứng của aldehyde thơm với 2-
aminobenzimidazol tương ứng. Các base Schiff tổng hợp đã được thử nghiệm với
hoạt tính kháng sinh invitro và cho thấy hoạt tính kháng sinh không đặc hiệu trên
các dòng tế bào thử nghiệm ở nồng độ cao nhất đã đo [18].

Hình 1.9 Công thức các chất theo nghiên cứu của Hranjec và cộng sự
7

Gellis và cộng sự (2008) đã tổng hợp được benzimidazol-4,7-dion thế ở vị trí-2
đã được tổng hợp thông qua một phản ứng vi sóng sử dụng 2-cloromethyl-1,5,6-
trimethyl-1H-benzimidazol-4,7-dion. Hoạt tính chống ung thư của nó đã được đánh
giá về ung thư đại tràng, ung thư vú và ung thư phổi. Trong số này 2,2'-bis
(cloromethyl)-1,1'-dimethyl-5,5'-bi(1H-benzimidazol)-4,4',7,7'-tetraon (14) đã được
chứng tỏ là có tác dụng tuyệt vời chống ung thư tương đương với mitomycin C [13].

Hình 1.10 Công thức theo nghiên cứu của Gellis và cộng sự
Sondhi và cộng sự (2010) đã tổng hợp được nhiều dẫn xuất benzimidazol dị
vòng (15-18) bằng cách ngưng tụ của acid succinic, acid homophthalic và acid 2,3-
pyrazinedicarboxlic với diamin thế khác nhau dưới chiếu xạ vi sóng. Tất cả các hợp
chất đã thể hiện được hoạt động chống ung thư tốt ở liều 50 mg/kg chống lại ung
thư buồng trứng (IGR-OV-1), ung thư vú (MCF-7) và ung thư thần kinh trung
ương (SF-295) ở người [30].
8


Hình 1.11 Công thức các chất theo nghiên cứu của Sondhi và cộng sự

1.1.4. Chống kí sinh trùng
Mavrova và cộng sự (2010) đã tổng hợp được một số thien-[2,3-d]-pyrimidin-
4(3H)-on chứa benzimidazol-2-yl-thioethyl và benzimidazol-2-yl-methanthioethyl ở
vị trí thứ hai của vòng pyrimidin để xác định hoạt tính chống kí sinh trùng. Các dẫn
chất benzimidazol của thieno-[2,3-d]-pyrimidin-4(3H)-on (19) đã cho thấy hoạt tính
invitro chống lại Trichinella spiralis cao hơn so với albendazol. Các hợp chất hoạt
tính cao nhất gồm 2-[2-(5-nitro-1H-benzimidazol-1-yl)ethyl]-5,6,7,8-tetrahydro-[1]-
benzothieno-[2,3-d]-pyrimidin-4(3H) (20) cho thấy hoạt động 95% với liều 5
mg/kg.Các hợp chất 2-{2-[(5(6)-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)thio]ethyl}-5,6,7,8-
tetrahydro-[1]-benzothieno-[2,3-d]-pyrimidin-4(3H)-on hoạt động ở mức 90% [22].

9

Hình 1.12 Công thức các chất theo nghiên cứu của Mavrova và cộng sự
Gomez và cộng sự (2008) đã tổng hợp được loạt chất mới lai hóa từ
benzimidazol và pentamidin (21) và mỗi hợp chất đã được thử nghiệm invitro
chống kí sinh trùng Trichomonas vaginalis, Giardia lamblia, Entamoeba
histolytica, Leishmania mexicana, và Plasmodium berghei. Các hợp chất thử
nghiệm được so sánh với pentamidin và metronidazol [15].

Sơ đồ 1.1 Sơ đồ tổng hợp theo nghiên cứu của Gomez và cộng sự
1.1.5. Các hoạt động chống viêm và giảm đau
Taha (2005) đã tổng hợp được một số đường imino của methylbenzimidazol
(22) và hoạt động chống viêm của các hợp chất đã được nghiên cứu bằng cách sử
dụng các u hạt bông pellet xét nghiệm sinh học ở chuột bằng chất chuẩn là
indomethacin. Giá trị % ức chế các u hạt đã được xác định cho từng hợp chất [31].
10


Hình 1.13 Công thức các chất theo nghiên cứu của Taha
Mohan và cộng sự (1984) đã tổng hợp được hợp chất (23) để thử nghiệm hoạt
tính kháng viêm chống phù nề do carrageenan [23].

Hình 1.14 Công thức các chất theo nghiên cứu của Mohan và cộng sự
Gaba và cộng sự (2010) đã tổng hợp được một loạt các chất mới 5-R-1-
(phenylsulphonyl)-2-methylbenzimidazol (24). Các hợp chất được đánh giá hoạt
động chống viêm và giảm đau cũng như hiệu ứng ulcerogenic dạ dày bằng phương
pháp sử dụng mô hình giảm phù chân chuột sử dụng indomethacin làm chất chuẩn
đối chiếu [12].

11


Hình 1.15 Công thức các chất theo nghiên cứu của Gaba và cộng sự
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 [17, 29] .
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 (25-36). Các dẫn chất này được tổng hợp từ 4-
(1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-4-oxobutanhydrazid 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 34 ức chế sự tăng trưởng đáng kể và
12

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 GI
50
từ 0,49 đến 48,0 µM,đặc biệt (34) cho kết quả tốt trên các
tế bào ung thư phổi (HOP-92) [19].

Sơ đồ 1.2. Sơ đồ tổng hợp theo nghiên cứu Asif Husain và cộng sự
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)naphthalen-2-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
13

đến thấp trên các dòng tế bào thử nghiệm. Riêng chất 37 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 38, 39 thể hiện tác dụng ức chế ít hơn và
thể hiện tốt trên dòng tế bào NCI-H522 (ung thư phổi không nhỏ) và UO-31(ung
thư thận) , các dẫn chất khác thể hiện tác dụng kém hơn [26].

37 38 39
Hình 1.16. Công thức 1 số chất theo nghiên cứu Mohammad Shaharyar và cộng sự
1.2.2 Tác dụng kháng khuẩn
Ansari và Lal (2009) đã tổng hợp một số dẫn xuất của benzimidazol bằng cách
thay thế nucleofil của benzimidazol-2-alkyl-1-[{(5-alkyl/aryl)-1,3,4-oxadziazolyl-2-
yl}] (40) và được đánh giá hoạt động kháng khuẩn đối với Gram (+) và vi khuẩn
Gram (-). Một số hợp chất tổng hợp cho thấy hoạt động chống lại nấm vừa phải [7,
8].

Hình 1.17 Công thức các chất theo nghiên cứu của Ansari và Lal
Salahuddin và các cộng sự năm 2012 đã tổng hợp 2-(phenoxymethyl)-1H-
benzimidazol bằng cách ngưng tụ o-phenylendiamin với acid phenoxyacetic, sau đó
phản ứng với ethyl cloroacetat để được ethyl [2-(phenoxymethyl)-1H-benzimidazol-
1-yl]acetat. Sau đó, hydrazin hóa thu được 2-[2-(phenoxymethyl)-1H-benzimidazol-
14

1-yl]-acetohydrazid. Nhóm hydrazid này được tạo vòng oxadiazol với nhiều acid

thơm với xúc tác POCl
3
thu được các hợp chất . Các hợp chất tổng hợp được thử tác
dụng kháng khuẩn và kháng nấm. Kết quả cho thấy, các hợp chất có tác dụng trên
Escherichia coli và có tác dụng trên Staphylococcus aureus . Các hợp chất nhạy
cảm nhất đối với Candida albicans và Aspergillus flavus [25].



Sơ đồ 1.3. Tổng hợp các chất theo nghiên cứu Salahuddin và cộng sự

15

1.3 Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất
1.3.1 Phản ứng tạo vòng 1,3,4-oxadiazol
Các dẫn chất hydrazin thường được đóng vòng bởi acid xúc tác POCl
3
hoặc
CS
2
trong môi trường kiềm mạnh để thu được các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol. Một số
ví dụ tổng hợp vòng 1,3,4-oxadiazol như sau:
Năm 2011, Shelly Gapil và các cộng sự đã tổng hợp 5-phenyl-1,3,4-
oxadiazol-2-thiol bằng cách cho benzoylhyrazin phản ứng với CS
2
(tỷ lệ mol 1:2)
trong dung môi ethanol, xúc tác KOH, đun hồi lưu 4h. Hiệu suất phản ứng 78 %
[28].
Sơ đồ phản ứng như sau:

Sơ đồ 1.4. phản ứng tạo vòng oxadiazol theo Shelly Gapil và cộng sự
Trong nghiên cứu của Salahuddin và cộng sự, vòng oxadiazol được tạo thành
bằng cách cho 2-[2-(phenoxymethyl)-1H-benzimidazol-1-yl]-acetohydrazid phản
ứng với các acid thơm, xúc tác POCl
3
, đun hồi lưu, sau phản ứng được cho vào
nước lạnh và trung hòa bằng NaHCO
3
, xuất hiện tủa, lọc tủa thu được sản phẩm.
Hiệu suất của các phản ứng này từ 58% đến 86% [26].

Sơ đồ 1.5. Phản ứng tạo vòng oxadiazol theo Salahuddin và cộng sự
1.3.2 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.
16

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 [10].

Sơ đồ 1.6. o-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic thơm
Từ năm 1995, nhiều dẫn chất benzimidazol đã được tổng hợp theo công nghệ
vi sóng. Năm 2007, Dubey và Moorthy đã tổng hợp các chất 2-alkyl và 2-
arylbenzimidazol theo phương pháp này. Thời gian phản ứng giảm đến phút, hiệu

suất tăng 10-50% so với phương pháp trước đây [10].

R= H, CH
3
, C
6
H
5
, 4-NH
2
C
6
H
4
, 4-ClC
6
H
4
Sơ đồ 1.7. Tổng hợp 2-alkyl và 2-arylbenzimidazol theo phương pháp vi sóng
2. Phản ứng với anhydrid acid.
Phản ứng của anhydrid acid với o-phenylendiamin sẽ tạo thành benzimidazol
hoặc N,N-diacylphenylen diamin phụ thuộc vào điều kiện tiến hành. Khi cho o-
phenylendiamin phản ứng với anhydrid của dicarboxylic sẽ thu được dẫn chất acid
của khung bezimidazol. Ví dụ o-phenylendiamin đun hồi lưu với anhydrid succinic
trong vài giờ tạo thành acid 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic [32].
Phản ứng như sau :

Sơ đồ 1.8. Sơ đồ tổng hợp acid 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic