Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của một số dẫn chất benzimidazol 2 YL propanoat

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI




NGUYỄN THỊ THANH PHÚC



NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
BENZIMIDAZOL-2-YL-PROPANOAT



LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI 2013




1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI




NGUYỄN THỊ THANH PHÚC



NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
BENZIMIDAZOL-2-YL-PROPANOAT



LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI 2013




2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THANH PHÚC



NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
BENZIMIDAZOL-2-YL-PROPANOAT


LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC


CHUYÊN NGÀNH
MÃ SỐ: 60720402



Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện
TS. Phan Thanh Bình








HÀ NỘI 2013

3
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn trưởng bộ môn Công nghiệp Dược
trường đại học Dược Hà Nội PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện và TS. Phan Thanh Bình,
những người trực tiếp hướng dẫn tôi không chỉ tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp tôi
hoàn thành luận văn mà luôn có những hướng dẫn chính xác và kịp thời những lúc tôi
gặp khó khăn, luôn động viên tôi, cho tôi niềm động lực tinh thần lớn.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn các thầy cô, các anh chị kỹ thuật viên ở Bộ
môn Công nghiệp Dược đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn tại
bộ môn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các cán bộ Viện Hóa học - Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng các thầy cô trong trường Đại học Dược
Hà Nội, các phòng ban và thư viện trường.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và tất cả bạn bè đã luôn động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.


Hà Nội, ngày 30 tháng 8 năm 2013
Học viên



Nguyễn Thị Thanh Phúc

4
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
ĐẶT VẤN ĐỀ
1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
2
1.1. Khái quát chung về benzimidazol và dẫn chất
2
1.2. Tác dụng sinh học của dẫn chất Benzimidazol
3
1.2.1. Tác dụng chống ung thư
4
1.2.2. Tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn
6
1.2.3. Tác dụng trên virus
10
1.2.4. Tác dụng hạ huyết áp
11
1.2.5. Tác dụng chống co giật
12
1.3. Phương pháp tổng hợp dẫn chất benzimidazol
12
1.3.1. Đóng vòng tạo nhân benzimidazol đi từ o-phenylenediamim hoặc dẫn chất
o-phenylendiamin
12
1.3.1.1. Phản ứng với acid
12
1.3.1.2. Phản ứng với andehyd
14
1.3.1.3. Phản ứng với anhydrid
15

1.3.2. Phản ứng của nhân benzimidazol
16
1.3.2.1. Phản ứng alkyl hóa
16
1.3.2.2. Phản ứng nitro hóa vào vị trí C-5 của nhân benzimidazol
18
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
20
2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị dụng cụ
20
2.1.1. Nguyên liệu
20
2.1.2. Thiết bị
21
2.1.3. Dụng cụ
21
2.2. Nội dung nghiên cứu
22
2.3. Phương pháp nghiên cứu
25
2.3.1. Tổng hợp hóa học
25

5
2.3.2. Xác định cấu trúc
25
2.3.3. Thử tác dụng sinh học kháng nấm, kháng khuẩn
26
2.2.4. Thử hoạt tính chống tế bào ung thư
26

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
27
3.1. Tổng hợp hóa học
27
3.1.1. Tổng hợp acid 3-(benzoimidazol-2-yl)propanoic (1)
27
3.1.2. Tổng hợp ethyl 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat (2a)
29
3.1.3. Tổng hợp methyl 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat (2b)
29
3.1.4. Tổng hợp ethyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2-yl)
propanoat (3a)
30
3.1.5. Tổng hợp ethyl 3-(1-benzyl-benzimidazol-2-yl)propanoat (4a)
32
3.1.6. Tổng hợp methyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2-yl)
propanoat (5b)
33
3.1.7. Tổng hợp acid 3-(5-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)propanoic (6)
34
3.1.8. Tổng hợp methyl 3-(5-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)propanoat (7a)
35
3.1.9. Tổng hợp methyl 3-(5-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)propanoat (7b)
36
3.1.10. Tổng hợp ethyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2-yl) propanoat
(8a)
37
3.1.11. Tổng hợp ethyl 3-(1-benzyl-5-nitro-benzimidazol-2-yl)propanoat (9a)
38
3.2. Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được

39
3.2.1. Phổ hồng ngoại
39
3.2.2. Phổ khối lượng
41
3.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
42
3.3. Thử tác dụng sinh học
45
3.3.1. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
45
3.3.2. Thử tác dụng chống ung thư
49
Chương 4: BÀN LUẬN
53
4.1. Về tổng hợp hóa học
53
4.1.1. Về phản ứng đóng vòng tạo nhân benzimidazol
53
4.1.2. Phản ứng tổng hợp acid 3-(5-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)propanoic
55
4.1.3. Phản ứng tổng hợp các ester
55

6
4.1.4. Phản ứng alkyl hóa :
56
4.2. Về xác định cấu trúc
57
4.2.1 Vể phổ hồng ngoại (IR)

57
4.2.1. Về phổ khối lượng (MS)
58
4.2.3. Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân
1
H-NMR
58
4.3. Tác dụng sinh học
60
4.3.1. Tác dụng kháng khuẩn, tác dụng kháng nấm
60
4.3.2. Tác dụng chống tế bào ung thư
60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
61


7

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1
H-NMR
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (
1
H nuclear magnetic
resonance)
13
C-NMR
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Carbon-13 (

13
C nuclear
magnetic resonance)
AcOH
Acid acetic
BuOH
n-Butanol
CTCT
Công thức cấu tạo
DMF
N,N-dimethylformamid
DMSO
Dimethyl sulfoxid
EC
50
Nồng độ tác dụng 50% (half maximal effective
concentration)
ECA
Ethylcloroacetat
EtOH
Ethanol
g
Gam
h
Giờ
HEPG2
Dòng tế bào ung thư gan ở người (human hepatocellular liver
carcinoma cell line)
IC
50

Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (half maximal inhibitory
concentration)
IR
Phổ hồng ngoại (infrared)
MeOH
Methanol
MIC
Nồng độ ức chế tối thiểu (minimum inhibitory concentration)
MS
Phổ khối (mass spectroscopy)
PC12
Dòng tế bào pheochromocytoma thượng thận chuột (rat
adrenal pheochromocytoma cell line)
SKLM
Sắc kí lớp mỏng (thin layer chromatography)
R
f

Hệ số lưu giữ (retension of factor)
t
0
nc
Nhiệt độ nóng chảy
VSV
Vi sinh vật
ν
Dao động hóa trị

8
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Kết quả ức chế sự phát triển trên 21 dòng tế bào ung thư người của
các hợp chất 1-6, Etoposide, Doxorubicin, SN-38 và Cisplatin
6
Bảng 1.2. MIC (μg/ml) của các chất trong nghiên cứu của Rathee và cộng sự
10
Bảng 1.3.Một số phản ứng thế vào N1 của 5-nitrobenzimidazol đã được nghiên
cứu
16
Bảng 2.1. Danh mục nguyên liệu, dung môi và hóa chất
20
Bảng 2.2: Danh mục thiết bị thí nghiệm
21
Bảng 2.2: Danh mục dụng cụ thí nghiệm
21
Bảng 2.3: Các dẫn chất benzimidazol-2-propanoat được tổng hợp
23
Bảng 3.1. Số liệu phổ hồng ngoại của các chất 1- 7b
40
Bảng 3.2. Số liệu phổ khối của các chất
41
Bảng 3.3. Số liệu phổ
1
H-NMR của các chất 1-9a
42
Bảng 3.4. Đường kính vòng vô khuẩn (mm) của các chất 1-7b

47
Bảng 3.5. Đường kính vòng vô nấm (mm) của các chất 1-7b
48
Bảng 3.6. Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thư
50












9
DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1.5,6-dimethyl-1-( -D-ribofiranosyl)benzimidazol
2
Hình 1.2. Cấu trúc vòng benzimidazol
2
Hình 1.3. Hiện tượng hỗ biến ở benzimidazol
3
Hình 1.4. Tổng quan tác dụng sinh học của benzimidazol
3
Hình 1.5: Các dẫn chất của acid N-methyl-1H-benzimidazol 5-carboxylic
4

Hình 1.6: Các phức hợp ion của muối 2-(piperidin-1-methyl)-1H-benzimidazol-
5-carboxylic
5
Hình 1.7: Một số dẫn chất thế ở vị trí 2, 5 của benzimidazol và benzoxazol
7
Hình 1.8: Công thức cấu tạo dẫn chất 2-methylbenzimidazol trong nghiên cứu
của Rajiv Dua và cộng sự
9
Hình 1.9. Công thức cấu tạo các chất trong nghiên cứu của Parmender Singh
Rathee và cộng sự
9
Hình 1.10: Một số dẫn chất benzimidazol thử tác dụng kháng virus
11
Hình 1.11. Dẫn chất 5-nitrobenzimidazol có tác dụng hạ huyết áp
11
Hình 1.12: Công thức chất 12a, 12b, 12c, 12d
12


10

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.1: o-Phenylenediamin ngưng tụ với acid carboxylic
13
Sơ đồ 1.2. Tổng hợp 2-alkyl và 2-aryl benzimidazol theo phương pháp vi sóng
13
Sơ đồ 1.3.O-Phenylendiamin ngưng tụ với diacid carboxylic
14
Sơ đồ 1.4: Phản ứng đóng vòng o-Phenylendiamin với andehyd

14
Sơ đồ 1.5: Phản ứng đóng vòng 4-Nitro-o-phenylendiamin với andehyd
14
Sơ đồ 1.6. Phản ứng đóng vòng monoacyl-5-nitro-o-phenylendiamin với
andehyd
15
Sơ đồ 1.7. Phản ứng đóng vòng o-phenylendiamin với andehyd theo công nghệ vi
sóng
15
Sơ đồ 1.8: Phản ứng đóng vòng o-Phenylendiamin với anhydric acetic
15
Sơ đồ 1.9: o-Phenylendiamin đóng vòng với acid succinic
16
Sơ đồ 1.10. Phản ứng chung của nhân benzimidazol
16
Sơ đồ 1.11. Phản ứng thế C-2 và N-1 của benzimidazol
17
Sơ đồ 1.12. Phản ứng nitro hóa benzimidazol
18
Sơ đồ 1.13. Phản ứng nitro hóa của nhân benzimidazol
18
Sơ đồ 3.1. Quy trình tổng hợp dẫn chất benzimidazol-2-yl propanoat
27
Sơ đồ 3.2 Tổng hợp 3-(benzimidazol-2-yl)propanoic
28
Sơ đồ 3.3.Tổng hợp ester ethyl 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat (2a)
29
Sơ đồ 3.4. Tổng hợp ester methyl 3-(benzimidazol-2-yl)propanoat (2b)
30
Sơ đồ 3.5. Tổng hợp ethyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2-

yl)propanoat(3a)
31
Sơ đồ 3.6. Tổng hợp ethyl-3-(1-benzyl-benzimidazol-2-yl)propanoat (4a)
32
Sơ đồ 3.7. Tổng hợp methyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2-
yl)propanoat (5b)
33
Sơ đồ 3.8. Tổng hợp acid 3-(5-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)propanoic (6)
34
Sơ đồ 3.9 Tổng hợp methyl 3-(5-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)propanoat (7a)
35
Sơ đồ 3.10. Tổng hợp methyl 3-(5-nitro-1H-benzimidazol-2-yl)propanoat (7b)
36
Sơ đồ 3.11. Tổng hợp ethyl 3-(1-ethoxy carbonyl methyl-benzimidazol-2-yl)
propanoat (8a)
37
Sơ đồ 3.12. Tổng hợp ethyl 3-(1-benzyl-5-nitro-benzimidazol-2-yl)propanoat
(9a)
38


11



TÀI LIỆU THAM KHẢO


12
PHỤ LỤC

Phụ lục
1
Phổ hồng ngoại IR của chất
1
Phụ lục
2
Phổ hồng ngoại IR của chất
2a
Phụ lục
3
Phổ hồng ngoại IR của chất
2b
Phụ lục
4
Phổ hồng ngoại IR của chất
3a
Phụ lục
5
Phổ hồng ngoại IR của chất
4a
Phụ lục
6
Phổ hồng ngoại IR của chất
5b
Phụ lục
7
Phổ hồng ngoại IR của chất
6
Phụ lục
8

Phổ hồng ngoại IR của chất
7a
Phụ lục
9
Phổ hồng ngoại IR của chất
7b
Phụ lục
10
Phổ khối lượng MS của chất
1
Phụ lục
11
Phổ khối lượng MS của chất
2a
Phụ lục
12
Phổ khối lượng MS của chất
2b
Phụ lục
13
Phổ khối lượng MS của chất
3a
Phụ lục
14
Phổ khối lượng MS của chất
4a
Phụ lục
15
Phổ khối lượng MS của chất
5b

Phụ lục
16
Phổ khối lượng MS của chất
6
Phụ lục
17
Phổ khối lượng MS của chất
7a
Phụ lục
18
Phổ khối lượng MS của chất
7b
Phụ lục
19
Phổ khối lượng MS của chất
8a
Phụ lục
20
Phổ khối lượng MS của chất
9a
Phụ lục
21
Phổ
1
H-NMR của chất
1
Phụ lục
22
Phổ
1

H-NMR của chất
2a
Phụ lục
23
Phổ
1
H-NMR của chất
2b
Phụ lục
24
Phổ
1
H-NMR của chất
3a
Phụ lục
25
Phổ
1
H-NMR của chất
4a
Phụ lục
26
Phổ
1
H-NMR của chất
5b
Phụ lục
27
Phổ
1

H-NMR của chất
6
Phụ lục
28
Phổ
1
H-NMR của chất
7a
Phụ lục
29
Phổ
1
H-NMR của chất
7b
Phụ lục
30
Phổ
1
H-NMR của chất
8a
Phụ lục
31
Phổ
1
H-NMR của chất
9a
Phụ lục
32
Phổ
13

C-NMR của chất
9a

1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Y học nói chung và ngành dược nói riêng đã đạt được những thành tựu to lớn
trong việc chăm sóc, bảo vệ sức khỏe con người bằng nhiều biện pháp tân tiến,
trong đó việc sử dụng các dược phẩm mới đóng một vai trò quan trọng . Thuốc mới
không những để thay thế các thuốc cũ đang dần mất đi hiệu lực mà còn đáp ứng
việc dùng thuốc ngày càng cao của con người. Việc tạo ra thuốc mới là một quá
trình lâu dài và được thực hiện theo các con đường khác nhau, trong đó đáng quan
tâm là con đường tổng hợp hóa dược. Ngày nay những thuốc có nguồn gốc tổng
hợp hóa dược chiếm tỷ lệ đáng kể trong số các thuốc đang được điều trị. Để tìm
được các hoạt chất có hiệu quả điều trị cao, ít độc tính, có thể ứng dụng trong lâm
sàng, các nhà tổng hợp hóa dược thường dựa vào cấu trúc của các chất đang được
dùng làm thuốc hoặc các chất có tác dụng sinh học triển vọng để tổng hợp, bán tổng
hợp ra nhiều thuốc mới.
Dẫn chất Benzimidazol được quan tâm từ rất sớm vì chúng có tác dụng sinh
học và ứng dụng lâm sàng đa dạng. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy nhóm
hợp chất dị vòng này có tác dụng kháng tế bào ung thư, kháng khuẩn, kháng nấm,
kháng HIV, kháng viêm, tác dụng hạ huyết áp, trị giun, chống co giật …
Với hy vọng góp phần làm phong phú thêm các nghiên cứu về tổng hợp và
thử tác dụng sinh học của các dẫn chất benzimidazol, chúng tôi đã chọn đề tài:
“Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh học một số dẫn chất benzimidazol-2-
yl-propanoat” với 2 mục tiêu chính:
1. Tổng hợp được một số dẫn chất benzimidazol-2-yl-propanoat
2. Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng tế bào ung thư của một số
dẫn chất benzimidazol-2-yl-propanoat tổng hợp được.
2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Khái quát chung về benzimidazol và dẫn chất
Năm 1944, Wooley suy đoán rằng benzimidazol có thể hoạt động tương tự
như purin về tác dụng sinh học [22]. Năm năm sau, Brink xác định 5,6-
dimethylbenzimidazol là sản phẩm phân hủy của vitamin B12 và sau đó tìm thấy
một số các dẫn xuất của nó có hoạt động như vitamin B12 [8].




Hình 1.1.5,6-dimethyl-1-( -D-ribofiranosyl)benzimidazol
Cấu trúc benzimidazol là một hệ vòng bicyclic mà benzen kết hợp với vị trí
4-và 5- của imidazol. Các hợp chất benzimidazol nói chung, và benzimidazol
carbamat nói riêng là những chất rắn kết tinh với điểm nóng chảy khá cao và tương
đối khó tan trong nước [21].

Hình 1.2. Cấu trúc vòng benzimidazol
Bezimidazol có chứa một nguyên tử hydro được gắn với nitơ ở 1 vị trí dễ
dàng hỗ biến:
3




Hình 1.3. Hiện tượng hỗ biến ở benzimidazol
Hiện tượng này cũng được tìm thấy tương tự trong imidazol và amidin
[10],[23].
1.2. Tác dụng sinh học của dẫn chất Benzimidazol
Đã có rất nhiều nghiên cứu về tác dụng sinh học của dẫn chất Benzimidazol

Hình 1.4. Tổng quan tác dụng sinh học của benzimidazol
4

1.2.1. Tác dụng chống ung thư
Năm 2010, các dẫn chất của acid N-Aminomethyl-1H-benzimidazol-5-
carboxylic và phối tử 1-(5(6)-carboxy-1H-benzimidazol-2-ylmethyl)pyridin clorid
đã được tổng hợp bởi Shardia A. Galal, Khaled H. Hegab và cộng sự. Các tác giả
cũng đồng thời tổng hợp phức hợp benzimidazol của phối tử trên với Cu
2+
, Co
2+
, và
Zn
2+
. Các hợp chất này được nghiên cứu tác dụng ức chế sự phát triển trên 21 dòng
tế bào ung thư người [18]. Dưới đây là một số dẫn chất thuộc nhóm này:

N
H
N
O
OH
NH Ar

1 2
Trong đó
1a, Ar = pyrid-4-yl
1b, Ar = pyrid-2-yl

1c, Ar = thiazol-2-yl
1d, Ar = benzimidazol-2-yl

3
Hình 1.5: Các dẫn chất của acid N-methyl-1H-benzimidazol 5-carboxylic
Tất cả các hợp chất từ 1-3 đã được kiểm tra là ổn định khi sử dụng trong
nghiên cứu tế bào. Kết quả của nghiên cứu tác dụng invitro của các hợp chất 1-3 ức
chế sự phát triển của 21 dòng tế bào ung thư người (8 dòng tế bào ung thư phổi, 7
dòng tế bào ung thư đại tràng, 6 dòng tế bào ung thư dạ dày) được trình bày ở Bảng
5

1.1. Nghiên cứu invitro tác dụng ức chế sự phát triển của hợp chất từ 1-3 cho thấy
hợp chất 3 là chất có hiệu lực đáng kể với GI
50
= 0,095 µM (GI
50
là nồng độ cần
thiết để làm giảm sự phát triển những tế bào được xử lý xuống còn một nửa so với
sự phát triển của những tế bào không được xử lý). Hợp chất 1d và 2 cho thấy không
có tác dụng ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư thử nghiệm với GI
50
>
100 µM. Mặt khác, các hợp chất 1a-1c cho thấy tác dụng trung bình.
Thực nghiệm cho thấy, acid benzimidazol-5-carboxylic liên kết với muối
pyridinum thông qua cầu nối methylen là hợp chất có hoạt tính cao. Vì vậy, các tác
giả tiếp tục tổng hợp phức hợp ion 4-6 của phối tử 3 :
N
H
N
O

OH
N
+
Cl
-
Co
Cl
Cl
OH
2

N
H
N
O
OH
N
+
Cl
-
Cu
Cl
Cl
OH
2

4 5
N
H
N

O
O
N
+
Cl
-
Zn
Cl
OH
2
OH
2

6
Hình 1.6: Các phức hợp ion của muối 2-(piperidin-1-methyl)-1H-benzimidazol-5-
carboxylic
Nghiên cứu còn chứng minh các hợp chất 4-6 có tác dụng này gấp khoảng
7-13 lần so với hiệu lực của etoposid và yếu hơn hiệu lực của doxorubicin và SN-38
(7-Ethyl-10-hydroxycamptothecin). So sánh với hợp chất 3, hợp chất 4 và 6 cho
6

thấy tác dụng ức chế sự phát triển kém hơn trong khi hợp chất 5 cho thấy tác dụng
mạnh hơn (Bảng 1.1).
Đồng thời các hợp chất 3-6 cũng được nghiên cứu tác dụng ức chế enzym
topoisomerase II. Kết quả cho thấy các hợp chất 3 và 5 có tác dụng ức chế enzym
này ở nồng độ thấp hơn 10 lần so với etoposide.
Bảng 1.1: Kết quả ức chế sự phát triển trên 21 dòng tế bào ung thư người của các
hợp chất 1-6, Etoposide, Doxorubicin, SN-38 và Cisplatin
Hợp chất
GI

50

1a
17 µM
1b
22 µM
1c
47 µM
1d
>100 µM
2
>100 µM
3
0,095 µM
4
0,163 µM
5
0,091 µM
6
0,174 µM
Etoposide
1,3 µM
Doxorobucin
0,065 µM
SN-38
0,066 µM
Cisplatin
3,9 µM

1.2.2. Tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn

Năm 1997, Bộ môn Hóa Dược trường Đại học Ankara-Thổ Nhĩ Kì đã tổng
hợp một số dẫn chất thế ở vị trí 2, 5 của benzimidazol và benzoxazol, đồng thời thử
tác dụng ức chế in vitro vi sinh vật theo kĩ thuật pha loãng 2 lần liên tiếp. Tác dụng
7

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=CH
2
, R=NO
2
) có tác dụng tốt hơn trên S. aureus với MIC = 12,5 µg/ml.
X
N
R
Y


X= O, NH; -R= -H, -Cl, -NO
2, -
CH
3
; Y= CH
2
hoặc không có.
Hình 1.7: 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 (hình 1.7) đều
có tác dụng tốt trên Candida albicans RSKK 628 với MIC trong khoảng 12,5-50
µg/ml [5].
Năm 2002, Zygmunt và cộng sự đã thử tác dụng kháng protozoa và kháng
khuẩn của dẫn chất 5,6-dinitro-benzimidazol. Các dẫn chất 5,6-dinitrobenzimidazol
gần như không có tác dụng kháng khuẩn, nhưng trong phép thử tính nhạy cảm của
protozoa kỵ khí (Giardia duodenalis, Trichomonas vaginalis và Entamoeba
histolytica), chất 7a, 7b, 7c và mức độ ít hơn của 7d đều là những chất có hiệu quả
nhất trên T. vaginalis. Nhóm nitro của những chất 5,6-dinitro-1-
(aminoethyl)benzimidazol này có thể bị khử bởi ferredoxin giống như cơ chế của
metronidazol, nhưng không ức chế trùng hợp tubulin như albendazol bởi vì dòng
đối kháng metronidazol F1623-M1 không nhạy cảm với những chất này. Đây chính
8

là điều mong đợi của những thuốc có cơ chế tác dụng tương tự như metronidazol
[24].
N
N
O
2
N
O
2
N
R

7
Trong đó
7a - R=CH
2

CH
2
N(CH
3
)
2

7b - R= CH
2
CH
2
N(C
2
H
5
)
2

7c - R= CH
2
CH
2
CH
2
N(CH
3
)
2

Năm 2010, Rajiv Dua và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng
kháng khuẩn của một số dẫn chất 2-methylbenzimidazol có chứa vòng 4-
oxothiazolidin theo phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch [16].
Nghiên cứu in vitro thực hiện trên các dòng vi khuẩn: Bacillus subtilis,
Escherichia coli, Streptococcus aureus, Klebsiella pneumoniae và trên các loại
nấm: Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Fusarium oxisporium, Trichoderma
viride. Tất cả các chất nghiên cứu và các chất chứng: Streptomycin (đối với kháng
khuẩn) và Griseofulvin (đối với kháng nấm) đều sử dụng ở 2 nồng độ 50 và
100ppm.
9



8a


8b

9
Hình 1.8: Công thức cấu tạo dẫn chất 2-methylbenzimidazol trong nghiên cứu
của Rajiv Dua và cộng sự
Kết quả nghiên cứu cho thấy các chất đều có tác dụng kháng nấm và kháng
khuẩn ở cả 2 nồng độ 50 và 100 ppm trong đó các chất có chứa halogen trên nhân
phenyl, đặc biệt là các chất có chứa brom, có tác dụng tốt.
Năm 2011, Parmender Singh Rathee và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp và
thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất 2-methylbenzimidazol
bằng phương pháp pha loãng [17]

10

10a
R= NO
2
;
R
1
= -H
10b
R = -H ;
R
1
=-OH
Hình 1.9. Công thức cấu tạo các chất trong nghiên cứu của Rathee
10

Kết quả cho thấy các chất này không có tác dụng kháng khuẩn ngay cả ở
nồng độ cao nhất sử dụng trong nghiên cứu. Tuy nhiên các chất cũng có tác dụng
chống nấm và được thể hiện trong bảng sau thông qua nồng độ ức chế tối thiểu.
Bảng 1.2. MIC (μg/ml) của các chất trong nghiên cứu của Rathee và cộng sự




1.2.3. Tác dụng trên virus
Năm 2008, Fatma E.Goda và cộng sự đã tổng hợp và thử tác dụng kháng
virus của một số dẫn chất benzimidazol [9]. Kết quả nghiên cứu in vitro đối với
Herpes simplex virus type 1 ( HSV-1) cho thấy chất 11c và 11d có tác dụng không
đáng kể trong khi chất 11a và 11b có tác dụng tốt với EC
50%
= 2,9 và 3,4 μg/ml

Chủng nấm
10a
10b
C.albican
115 μg/ml
105 μg/ml
A.fumigatus
65 μg/ml
63 μg/ml
11

.


Hình 1.10: Một số dẫn chất benzimidazol thử tác dụng kháng virus
1.2.4. Tác dụng hạ huyết áp
Năm 2010, Sharma và cộng sự đã nghiên cứu một loạt dẫn chất thế ở vị trí số
2, trên nhân 5-nitrobenzimidazol chứa vòng biphenyl tetrazol và đánh giá tác dụng
đối kháng với receptor angiotensin II, trong hoạt tính chống tăng huyết áp theo
phương pháp insasive (phương pháp trực tiếp) và tail-cuff (phương pháp gián tiếp).

Hệ renin-angiotensin đóng vai trò quan trọng trong điều hòa huyết áp động mạch và
angiotensin II (AngII) là thành phần hoạt tính sinh học của hệ đảm nhiệm hầu hết
các tác động ngoại vi. Chất đối kháng với receptor AngII làm mất tác dụng của
AngII, gây hạ huyết áp tương tự như chất ức chế enzym chuyển hóa AngII (ECA),
nhưng không gây ra tác dụng phụ (những tác dụng liên quan đến ức chế các ECA
12

trong con đường trung gian khác như giáng hóa bradykinin). Bằng việc so sánh với
các chất chuẩn Losartan và Telmisartan, nghiên cứu này đã chỉ ra rằng hầu hết các
dẫn chất 5-nitrobenzimidazol tổng hợp được (Hình 1.11) đều có tác dụng hạ huyết
áp tốt. Sự có mặt của nhóm nitro ở vị trí số 5 trên nhân benzimidazol đã làm tăng
tác dụng hạ huyết áp. Điều này gợi ý rằng: nhóm nitro có lẽ đóng vai trò như chất
nhận liên kết hydro tại vị trí gắn với receptor AngII [20].








R= alkyl (methyl, ethyl, propyl, butyl), aryl (benzyl, phenyl, halogeno-phenyl,
methoxyl-phenyl).
Hình 1.11. Dẫn chất 5-nitrobenzimidazol có tác dụng hạ huyết áp
1.2.5. Tác dụng chống co giật
Ngoài các tác dụng trên, năm 2010, Jitender Singh và cộng sự đã tổng hợp và
thử tác dụng chống co giật in vitro của một số dẫn chất thế ở vị trí 1,2,5 của
benzimidazol. Tác dụng chống co giật của các chất được đánh giá thông qua thời
gian tác dụng vào pha co giật và phần trăm phục hồi khi dùng Pentylenetetrazol để
gây co giật trên động vật thử. Trong số 30 chất tổng hợp được, chất 12a, 12b, 12c,

12d (Hình 1.12) làm tăng thời gian tác dụng vào pha co giật và phần trăm phục hồi
của động vật. Nghiên cứu mối liên quan cấu trúc-tác dụng cho thấy, những chất có
nhóm hút electron ở vị trí số 5 cho tác dụng chống co giật tốt hơn [11].