Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 2 (4 phenoxybutyl)thio 1h benzo dimidazol

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI


BÙI THỊ THU HIỀN
TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2-[(4-PHENOXYBUTYL)THIO]-1H-
BENZO[d]IMIDAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
HÀ NỘI - 2014


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
BÙI THỊ THU HIỀN
TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2-[(4-PHENOXYBUTYL)THIO]-1H-
BENZO[d]IMIDAZOL
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 - 2014

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành với lòng biết ơn sâu sắc
tới PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện, TS. Nguyễn Văn Hải, những người thầy đã
quan tâm, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS. Nguyễn Văn Giang,
ThS. Phạm Thị Hiền, CN. Phan Tiến Thành của Tổ môn Tổng hợp Hóa dược đã
nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.
Trong quá trình hoàn thành khóa luận, tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu
của thầy cô, anh chị thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, cán bộ Phòng Phân tích
phổ- Viện Hóa học và cán bộ Viện Công nghệ Sinh học- Viện Hàn lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam, các thầy cô, anh chị thuộc Bộ môn Vi sinh Trường Đại
học Dược Hà Nội. Đồng thời tôi xin cảm ơn các thầy cô Trường Đại học Dược Hà
Nội giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập tại trường trong suốt năm
năm học qua.
Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè đã
luôn giúp đỡ, động viên, quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt
quãng thời gian học tập, giúp tôi có thể hoàn thành khóa luận này.



Hà Nội, ngày 12 tháng 5 năm 2014
Sinh viên
Bùi Thị Thu Hiền

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

ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 2
1.1.KHÁI QUÁT CHUNG VỀ 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL 2
1.1.1.Cấu tạo của khung 2-mercaptobenzimidazol 2
1.1.2.Tính chất hóa lý của 2-mercaptobenzimidazol 2
1.2.TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-
MERCAPTOBENZIMIDAZOL 3
1.2.1.Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 3
1.2.2.Tác dụng chống kí sinh trùng 7
1.2.3.Tác dụng gây độc tế bào ung thư 9
1.2.4.Tác dụng ức chế bơm proton H
+
/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và chống
viêm loét dạ dày. 10
1.2.5.Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 12
1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 2-[(4-PHENOXYBUTYL)
THIO]-1H-BENZO[d]IMIDAZOL 12
1.3.1.Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol (2MBI) 12
1.3.2.Phản ứng S-alkyl hóa 13
1.3.3.Phản ứng O-alkyl hóa 14
1.3.4.Phản ứng deacetyl hóa của hợp chất amid thơm. 14
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ 16

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
1.1.NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ 16
1.1.1.Hóa chất 16
1.1.2.Thiết bị, dụng cụ: 17
1.2.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 17
1.3.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
1.3.1.Tổng hợp hóa học 18
1.3.2.Xác định cấu trúc 18
1.3.3.Thử tác dụng sinh học 19

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20
3.1.TỔNG HỢP HÓA HỌC 20
3.1.1.Tổng hợp các chất trung gian 22
3.1.2. Tổng hợp các dẫn chất 2-[(4-phenoxybutyl)thio]-1H-benzo[d]imidazol 25
3.1.3.Phản ứng tạo 2,3,4,5-tetrahydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b][1,3]thiazepin 27
3.2.KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT 29
3.3.XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC DẪN CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC 30
3.3.1.Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) 31
3.3.2.Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (
1
H-
NMR)… 31
3.4.THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC 34
3.4.1.Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 34
3.4.2.Thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư 37
3.5.BÀN LUẬN 40
3.5.1.Về tổng hợp hóa học 40
3.5.2.Về thử tác dụng sinh học 44
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 46
KẾT LUẬN 46

ĐỀ XUẤT 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC












DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT


µM
:
Micromol
1
H-NMR
:
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear
Magnetic Resonance Spectroscopy)
2MBI
:
2-mercaptobenzimidazol

CNS
:
Tế bào ung thư hạch ở các bệnh nhân AISD
CTCT
:
Công thức cấu tạo
DMF
:
N,N-dimerthylformamid
DMSO
:
Dimethyl sulfoxid
EtOH
:
Ethanol
GI
50

:
Nồng độ ức chế 50% sự phát triển
IC
:
Nồng độ ức chế tối thiểu
IR
:
Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy)
LD
50
:
Liều gây chết 50% động vật thí nghiệm (Lethal Dose)

LU-1
:
Dòng tế bào ung thư phổi
MCF7
:
Dòng tế bào ung thư vú
MeOH
:
Methanol
MS
:
Phổ khối lượng phân tử (Mass Spectroscopy)
R
f

:
Hệ số lưu giữ (Retention factor)
SKLM
:
Sắc ký lớp mỏng
TBUT
:
Tế bào ung thư
THF
:
Tetrahydrofuran
t
o

:

Nhiệt độ
t
o
nc

:
Nhiệt độ nóng chảy
VK
:
Vi khuẩn
VSV
:
Vi sinh vật
Ν
:
Dao động hóa trị

DANH MỤC CÁC BẢNG


Tên bảng
Trang
Bảng 1.1
Các dẫn chất của công thức (1)
5
Bảng 1.2
Đường kính vòng vô khuẩn của các chất 1a– 1f trong thử tác
dụng kháng khuẩn
6
Bảng 1.3

Các dẫn chất của công thức (2)
7
Bảng 1.4
Các dẫn chất của công thức (3) và kết quả thử hoạt tính chống
kí sinh trùng của chúng
8
Bảng 2.1
Bảng các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực
nghiệm
16
Bảng 2.2
Bảng các thiết bị, dụng cụ sử dụng trong thực nghiệm
17
Bảng 3.1
Kết quả tổng hợp hóa học
29
Bảng 3.2
Giá trị R
f
và nhiệt độ nóng chảy (t
o
nc
) của các chất
30
Bảng 3.3
Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) của các chất
31
Bảng 3.4
Kết quả phổ MS và phổ
1

H-NMR của các chất
32
Bảng 3.5
Môi trường thử nghiệm kháng khuẩn, kháng nấm
35
Bảng 3.6
Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
37
Bảng 3.7
Kết quả thử nghiệm sàng lọc tính độc tế bào trên dòng tế bào
ung thư LU-1
39
Bảng 3.8
Kết quả thử nghiệm sàng lọc tính độc tế bào trên dòng tế bào
ung thư MCF7
40
Bảng 3.9
Bảng so sánh giá trị R
f
, khoảng t
o
nc
và phổ IR
của các chất VI, VIII
44


DANH MỤC CÁC HÌNH

STT

Tên hình
Trang
Hình 1.1
CTCT của phân tử 2-mercaptobenzimidazol
2
Hình 1.2
Sự đồng phân hóa của 2-mercaptobenzimidazol
2
Hình 1.3
Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất 2-alkylsulphanylbenzimidazol
theo nghiên cứu của V. Klimesova năm 2002
3

Hình 1.4
Sơ đồ tổng hợp dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol của G.
Yaseen cùng cộng sự năm 2010
4
Hình 1.5
CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của G. Yaseen
năm 2010
5
Hình 1.6
CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của A. N.
Sidram năm 2011
6
Hình 1.7
CTCT chung của dẫn chất theo nghiên cứu của P. Sudhir
Kumar và J. Sahoo năm 2014
9
Hình 1.8

Sơ đồ tổng hợp một số dẫn chất styrylsulfon theo nghiên cứu
của M. S. Vedula năm 2003
10
Hình 1.9
CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của B.
Bhushan Lohray và cộng sự năm 2000
11
Hình 1.10
CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của Y. C. Sung
năm 2011
11
Hình 1.11
Sơ đồ tổng hợp khung 2-mercaptobenzimidazol của Allan và
Deacon 1
12
Hình 1.12
Sơ đồ tổng hợp khung 2-mercaptobenzimidazol của Allan và
Deacon 2
12
Hình 1.13
Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo nghiên cứu
của M. L. Wang năm 1995
13
Hình 1.14
Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ
arylcarbamothioyl cyanid và o-cloroanilin
13
Hình 1.15
Phản ứng S-alkyl hóa với tác nhân alkyl halogenid của dẫn
chất 2-mercaptobenzimidazol

14

Hình 1.16
Sơ đồ phản ứng deacetyl hóa theo nghiên cứu của G. B. Wang
năm 2012
15
Hình 1.17
Sơ đồ phản ứng deacetyl hóa bằng phương pháp vi sóng theo
nghiên cứu của Zh. Xiuli
15
Hình 3.1
Sơ đồ các giai đoạn tổng hợp các dẫn chất 2-[(4-
phenoxybutyl) thio]-1H-benzo[d]imidazol
21
Hình 3.2
Sơ đồ tổng hợp chất II-a và II-b
22
Hình 3.3
Sơ đồ tổng hợp chất V
23
Hình 3.4
Sơ đồ tổng hợp chất III-a và III-b
25
Hình 3.5
Sơ đồ tổng hợp IV-a và IV-b
27
Hình 3.6
Sơ đồ tổng hợp VIII
28
Hình 3.7

Sơ đồ quá trình tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol từ o-
phenylendiamin và carbondisulfid
41
Hình 3.8
Phản ứng tạo sản phẩm phụ1,4-bis(p-acetamidophenoxy)
butan và 1,4-bis(1H-benzo[d]imidazol-2-ylthio)butan
42
Hình 3.9
Sơ đồ tổng hợp 2-[4-(o-methoxycarbonylphenoxy)butyl]thio-
1H-benzo[d]imidazo dự kiến
43
Hình 3.10
Sơ đồ phản ứng tạo VIII
43
Hình 3.11
Sơ đồ hướng phản ứng trên thực tế
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. Song song với đó là quá trình không
ngừng tìm kiếm Hóa dược mới để hạn chế sự phát triển ngày càng phức tạp của
nhiều bệnh tật (nhiễm khuẩn, nhiễm virus, ung thư,…). Một 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: dị vòng,
peptid,… Trong số này phải kể đến dẫn chất của 2-mercaptobenzimidazol.
Các dẫn xuất của 2-mercaptobenzimidazol là một trong những nhóm dẫn
xuất quan trọng của dị vòng benzimidazol. Trong nhiều thập kỉ qua, rất nhiều công
trình nghiên cứu ngày càng cho thấy tác dụng sinh học đa dạng của các dẫn chất 2-
mercaptobenzimidazol như: kháng khuẩn [19][34][16], kháng nấm [27], gây độc tế
bào ung thư [30], ức chế bơm proton H
+
/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và chống
viêm loét dạ dày [21][11], chống virus [23], chống viêm, giảm đau [7], ức chế men
COX [24], giảm lipid máu và xơ vữa động mạch [4], chống co giật [6], ức chế
Cytochrom P450 [15]… Nhiều chất trong số đó đã được ứng dụng trong lâm sàng
như: omerprazol, lansoprazol,… Do đó, dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol đã và
đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học.
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 “Tổng
hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất 2-[(4-phenoxybutyl)thio]-1H-
benzo[d]imidazol” với các mục tiêu sau:
1. Tổng hợp một số dẫn chất 2-[(4-phenoxybutyl)thio]-1H-benzo[d]imidazol.
2. Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm và gây độc tế bào ung thư của một số
dẫn chất 2-[(4-phenoxybutyl)thio]-1H-benzo[d]imidazol tổng hợp được.
2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL
1.1.1. Cấu tạo của khung 2-mercaptobenzimidazol

2-Mercaptobenzimidazol, tên khoa học 1H-benzo[d]imidazol-2-thiol là dẫn
chất của benzimidazol, cấu tạo bởi khung benzimidazol liên kết với nhóm thiol
(SH) ở vị trí số 2.

1H-benzo[d]imidazol-2-thiol
Hình 1.1 CTCT của phân tử 2-mercaptobenzimidazol
Công thức phân tử: C
7
H
6
N
2
S
Khối lượng phân tử: 150,2g/mol
1.1.2. Tính chất hóa lý của 2-mercaptobenzimidazol
2-mercaptobenzimidazol chứa nguyên tử hydro liên kết với nguyên tử nitro ở
vị trí số 1 dễ dàng bị đồng phân hóa.
Trong phân tử có nhóm thioamid (-N-C=S), nên nó được xem như là một
hợp chất thioamid, có khả năng phản ứng thế ở nguyên tử nitơ hoặc lưu huỳnh. Nó
được tồn tại ở 2 dạng đồng phân hỗ biến là thiol và thion, được biểu diễn dưới đây:

Hình 1.2 Sự đồng phân hóa của 2-mercaptobenzimidazol
Một số tính chất lý học của 2-mercaptobenzimidazol:
- Độ tan:
 Tan rất tốt trong ethanol.
3

 Tan được trong dung môi hữu cơ như: methanol, ethyl acetat, aceton…
 Tan rất ít trong nước, độ hòa tan trong nước: <0,1g/100ml ở 23,5
o

C.
- Nhiệt độ nóng chảy: 300-305
o
C.
- Cảm quan: Tinh thể hình phiến mỏng, có màu vàng nhạt hoặc màu trắng.
1.2. TỔNG QUAN VỀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL
1.2.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
Do có 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.
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-alkylsulphanylbenzimidazol:
Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất 2-alkylsulphanylbenzimidazol
theo nghiên cứu của V. Klimesova năm 2002
Hoạt tính kháng khuẩn được thử bằng phương pháp 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
xác định sau khi ủ ở 37
o
C trong 7, 14 và 21 ngày.
4

Hoạt tính kháng nấm được thử bằng phương pháp 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 xác 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 sát được trên Trichophyton mentagrophytes [19].
Năm 2010, G. Yaseen cùng cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp một
số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol dựa trên phản ứng Mannich.

Hình 1.4 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol của
G.Yaseen năm 2010
và nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol có
công thức cấu tạo chung như sau:


Hình 1.5 CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của G. Yaseen năm 2010.
t
o
/3h
H
2
O
(1)
5

Bảng 1.1 Các dẫn chất của công thức (1)
Chất
R
Chất

R
1a

1d

1b

1e

1c

1f

Các dẫn chất này được thử tác dụng kháng khuẩn in vitro bằng phương pháp
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. Một số trong số đó đã cho 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 các hợp chất này có tính kháng khuẩn từ trung bình đến
tốt, trong đó tất cả các chất đều có tác dụng ức chế với 2 vi khuẩn được nghiên cứu,
trong đó chất 1c và 1e cho tác dụng mạnh nhất, chất 1a 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.
Kết quả cụ thể trong bảng sau [34]:

6

Bảng 1.2 Đường kính vòng vô khuẩn của các chất 1a– 1f
trong thử tác dụng kháng khuẩn
Hợp chất
B. subtilis 6633 - Gr(+)
E. coli ATCC3750 - Gr(-)
50
µg/ml
100
µg/ml
200
µg/ml
50
µg/ml
100
µg/ml
200
µg/ml
1a
4
9
14

8
9
1b

5
7
9
3
7
8
1c
5
11
16
8
9
14
1d
3
3
4

7
10
1e
4
10
13
5
9
16
1f

4
7
10
10
Ciprofloxacin
10
14
18
8
10
19
Năm 2011, A. N. Sidram cũng đã nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng
kháng khuẩn, kháng nấm, giảm đau, chống viêm của các dẫn chất 2-
mercaptobenzimidazol có công thức cấu tạo chung:


Hình 1.6 CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu
của A. N. Sidram năm 2011
Các dẫn chất cụ thể được cho ở bảng 1.3.
Đối với tác dụng kháng khuẩn, các chất này được đem đi thử hoạt tính kháng
khuẩn bằng phương pháp khuếch tán trên thạch ở các nồng độ 50µg/ml và
100µg/ml. Thử nghiệm được tiến hành trên E. coli và S. aureus với chất đối chiếu là
ampicilin (50µg/ml và 100µg/ml). Kết quả cho thấy các dẫn chất 2a, 2b, 2e đem lại
hoạt tính khá hài lòng đối với S.aureus và E.coli, trong khi đó các dẫn chất 2c, 2f,
2g có tác dụng trung bình chống lại các vi khuẩn này.
(2)
7

Bảng 1.3 Các dẫn chất của công thức (2)
Chất

R
Chất
R
2a

2e

2b

2f

2c
C
18
H
15
ON
8
S
2
Cl
2g

2d

2h

Đối với tác dụng kháng nấm, các hợp chất này được đem thử hoạt tính kháng
nấm bằng phương pháp pha loãng hai lần liên tiếp ở các nồng độ 250µg/ml và
500µg/ml để xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) với dung môi DMSO, nấm

đại diện là C. albicans, chất đối chiếu là ketoconazol. Kết quả cho thấy các dẫn chất
2b, 2c, 2d cho hoạt tính ức chế ở mức độ cao và các dẫn chất 2a, 2e có tác dụng
kháng C.albicans trung bình khi so sánh với chất đối chiếu ketoconazol. Tuy nhiên,
hoạt tính của tất cả các chất được thử nghiệm đều thấp hơn hoạt tính của chất chuẩn
[27].
1.2.2. Tác dụng chống kí sinh trùng
Năm 2002, J. Valder, R. Cedillo và cộng sự đã tổng hợp và nghiên cứu tác
dụng chống lại các động vật đơn bào Giardia lamblia, Entamoeba histolytica và
sán Trichinella spiralis của 18 dẫn chất benzimidazol có công thức chung (3), trong
đó có 6 dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f cho kết quả tương
đối triển vọng. Kết quả đã cho thấy rằng tất cả 6 chất này đều có hoạt tính chống
8

đơn bào tốt hơn metronidazol. Đối với G. lamblia, chất 3d với một nhóm
methylthio ở vị trí số 2 và một nguyên tử clo ở vị trí số 5. Chất này có tác dụng hơn
metronidazol 244 lần và có tác dụng hơn albendazol 7,4 lần. Các chất 3a, 3b có tác
dụng tương đương với albendazol. Điều này đã lưu ý về ảnh hưởng của nhóm 2-
mercapto trong các chất 3a, 3c và 3e, cho thấy rằng mức độ tác dụng như nhau khi
thế ở vị trí 5 và 6. Đối với E. histolytica, chất 3e có tác dụng hơn metronidazol 70
lần. Ngược lại với tác dụng chống đơn bào, tác dụng chống giun sán của các chất
này chỉ ở mức trung bình. Tuy không có chất nào có tác dụng chống lại T. spiralis
tương đương albendazol nhưng các hợp chất 3e, 3f có tác dụng lớn nhất. Tuy nhiên
không có chất nào có tác dụng ức chế sự tổng hợp tubulin [28].
Bảng 1.4 Các dẫn chất của công thức (3) và kết quả thử hoạt
tính chống kí sinh trùng của chúng

IC
50
(µM)
% giảm khả

năng sống sót
của T.spiralis
*
Chất
R
1

R
2

R
3

G.
lamblia
E.
histolytica
3a
-H
-H
-SH
0,040
0,133
11
3b
-H
-H
-SCH
3

0,045
0,393
-
3c
-Cl
-H
-SH
0,081
0.005
13
3d
-Cl
-H
-SCH
3
0,005
0,192
15
3e
-Cl
-Cl
-SH
0.078
0,055
23
3f
-Cl
-Cl
-SCH
3

0,227
0,356
17
Albendazol
0,037
56,33
34
Metronidazol
1,22
0,350

Chú thích:
IC50: Nồng độ ức chế sự phát triển của 50% cá thể.
* : % giảm khả năng sống sót của ấu trùng T. spiralis sau 3 ngày của thời kì ủ bệnh với
nồng độ 3nM.
- : không quan sát thấy sự giảm.
: không xác định được.
Năm 2014, P. S. Kumar và J. Sahoo đã tổng hợp và thử tác dụng chống giun
sán của một số dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol có công thức chung sau:
(3)
9


Chất
R
4a
H
4b
2-Cl

4c
2,4-Cl
4d
4-Cl
4e
4-NO
2

4f
2-CH
3
4g
4-CH
3


Hình 1.7 CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu của
P. S.Kumar và J. Sahoo năm 2014
Tác dụng chống giun sán được tiến hành trên Pheretima posthumous sử dụng
chất đối chiếu là albendazol và piperazin ở các nồng độ: 0,1mg/ml, 0,2mg/ml,
0,5mg/ml và 1mg/ml. Kết quả cho thấy các chất 4b, 4c, 4d và 4e có hoạt tính cao
hơn so với các chất còn lại, các chất này có thời gian gây tê liệt lần lượt là 0,46;
0,24; 0,56 và 0,26 phút, và thời gian gây chết là 1,57; 0,39; 1,28 và 1,07 phút ở
nồng độ 1mg/ml. Các hợp chất có sự có mặt của nhóm thế clo và nitro ở vị trí o- và
p-có tác dụng tốt nhất [20].
1.2.3. Tác dụng gây độc tế bào ung thư
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.

Trong đó, các 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 AISD) và buồng trứng. Chất 5b (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy
phenyl) cho tác dụng tốt hơn các 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.
(4)
10

Hình 1.8 Sơ đồ 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 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 [30].
1.2.4. Tác dụng ức chế bơm proton H
+
/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và
chống viêm loét dạ dày.
Dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol vẫn 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 như: omerprazol, lansoprazol, pantoprazol, rabenprazol,…
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:
11


R
1
= H, F, -OCH

3
, -OCH
2
CH
2
, -CH
2
SO
2

R
2
= H, F, -OCH
2
(CH
2
)
2
,-OCH
2
CCl
3

R
3
= H, -CH
3

R
4

= H, -CH
3


Hình 1.9 CTCT chung của các dẫn chấttheo 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 [21].



Năm 2001, Y. C. Sung và cộng sự tổng hợp và thử tác dụng ức chế bơm
proton H
+
/K
+
-ATPase, chống bài tiết dịch vị và chống viêm loét dạ dày của các dẫn
chất benzimidazol có công thức cấu tạo chung như sau:

Hình 1.10 CTCT chung của các dẫn chất theo nghiên cứu
của Sung Yun Cho năm 2011
Các dẫn chất này đều có tác dụng ức bơm H
+
/K
+
-ATPase ở dạ dày. Một số
chất cũng có tác dụng chống bài dịch ở môn vị dạ dày chuột. (sử dụng omerprazol
là chất đối chiếu) [11].

R= H, 4-OCH
3
, 5-OCH
3
, Cl
X= S, SO
OA= OC(CH
3
)
2
CH
2
=CH
2
, OC(CH
3
)
2
CH
2
CH
2
,
OCH=C(CH
3
)-


Omerprazol
Lansoprazol

12

1.2.5. Các tác dụng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol
Ngoài ra, trong nhiều năm gần đây, còn có rất nhiều các nghiên cứu cho tác
dụng đa dạng khác của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol, như tác dụng chống virus
[23], chống viêm, giảm đau [27], gây ngủ, chống giảm oxy huyết [24], ức chế men
COX [24], giảm lipid máu và xơ vữa động mạch [4][9], chống co giật [10][6], ức
chế Cytochrom P450 [15]….
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 2-[(4-
PHENOXYBUTYL)THIO]-1H-BENZO[d]IMIDAZOL
1.3.1. Phản ứng đóng vòng tạo nhân 2-mercaptobenzimidazol (2MBI)
Năm 1950, J. A. VanAllan và B. D. Deacon đã nghiên cứu tổng hợp 2-
mercaptobenzimidazol (2MBI) từ o-phenylendiamin và kali ethylxantat trong dung
môi ethanol. Đây là con đường kinh điển tạo dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol từ
o-phenylendiamin:

Hình 1.11 Sơ đồ tổng hợp khung 2-mercaptobenzimidazol của Allan và Deacon 1
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 tương đương.
Sản phẩm được kết tinh lại trong ethanol 95% thu được khoảng 90% sản phẩm với
nhiệt độ nóng chảy không đổi [29].


Hình 1.12 Sơ đồ tổng hợp khung 2-mercaptobenzimidazol của Allan và Deacon 2
13

Ngoài ra, còn có nhiều phương pháp để tổng hợp nên khung 2-
mercaptobenzimidazol đi từ nguyên liệu ban đầu là o-phenylendiamin. Năm 1995,
M. L. Wang cũng đã nghiên cứu tổng hợp khung 2-mercaptobenzimidazol bằng
phản ứng giữa carbon disulfid vào-phenylendiamin với xúc tác amin bậc 3. Amin

bậc 3 và carbon disulfid tạo chất hoạt động trung gian R
3
N-CS
2
[32]. Năm 2001, S.
A. E. Mohamed và cộng sự cũng đã nghiên cứu tổng hợp khung 2MBI bằng con
đường này [13]:


Hình 1.13 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol theo
nghiên cứu của M. L. Wang năm 1995
Khung 2-mercaptobenzimidazol cũng có thể tạo ra từ phản ứng giữa o-
phenylendiamin và dẫn chất arylcarbamothiol cyanid trong dung môi DMF/TEA
hoặc EtOH/TEA [14]…
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 [13].

Hình 1.14 Phản ứng tạo khung 2-mercaptobenzimidazol từ
arylcarbamothioyl cyanid và o-cloroanilin
1.3.2. Phản ứng S-alkyl hóa
Phản ứng S-alkyl hóa của 2-mercaptobenzimidazol thường sử dụng tác nhân
alkyl hóa là các alkyl-halogenid [12][30][25]:
14


Hình 1.15 Phản ứng S-alkyl hóa với tác nhân alkyl halogenid
của dẫn chất 2-mercaptobenzimidazol
Phản ứng này được xảy ra trong nhiều loại dung môi khác nhau, có thể có
hoặc không có mặt base và chất xúc tác. Dung môi có thể là DMF, DMSO,

cloroform, THF, toluen, aceton hoặc acetonitril, methanol Base sử dụng có thể là
NaOH, KOH, K
2
CO
3
, Na
2
CO
3
, các base hữu cơ như pyridin, triethylamin, N,N-
diisopropylethylamin, N-methyl morpholin… Chất xúc tác bao gồm các ether vòng,
các muối amoni bậc 4 như tetrabutylamoni clorid, tetrabutyl bromid, tetrabutyl
iodid, có thể là các muối halogenid vô cơ như KI [19]…
1.3.3. Phản ứng O-alkyl hóa
Gồm các phản ứng alkyl hóa nhóm –OH alcol hoặc phenol, sản phẩm là các
ether. Các ether được điều chế bằng 3 phương pháp sau:
- Loại nước từ 2 phân tử alcol:

- Tác dụng của natri alcolat với alkyl halogenid (phản ứng Williamson):

- Cộng hợp của alcol với olefin:

Các phenol-ether được điều chế giống với ether mạch thẳng. Tác nhân alkyl
hóa thường dùng là alkyl-halogenid, dialkyl sulfat hoặc alkyl-toluensulfonat trong
môi trường kiềm (natri alcolat) [2].
1.3.4. Phản ứng deacetyl hóa của hợp chất amid thơm.
Bảo vệ nhóm amino là chìa khóa quan trọng trong tổng hợp hữu cơ. Phản
ứng acetyl hóa là một trong những con đường phổ biến nhất để bảo vệ nhóm amino
bằng các tác nhân CH
3

COCl và Ac
2
O với hiệu suất cao trong môi trường kiềm ở
15

nhiệt độ phòng.
Có nhiều phương pháp khác nhau được công bố để tiến hành phản ứng
deacetyl hóa của amid thơm: phản ứng thủy phân nhóm acetyl amio xảy ra ở điều
kiện cơ bản với xúc tác base (NaOH, KOH,…) hoặc acid (HCl, HBr, AcOH,…)
trong dung môi nước hay deacetyl trong dung môi alcol với xúc tác là acid (HCl)
hoặc base (CH
3
ONa).
Trong cả 2 phương pháp, điều kiện bước đầu tiên bao giờ cũng khá khó khăn
như phản ứng ở nhiệt độ cao, xúc tác mạnh hoặc thời gian dài. Trong điều kiện phản
ứng như vậy thì nhóm ester cùng tồn tại luôn có khả năng thủy phân dễ dàng hơn
nhóm amid tương ứng. Một cách tương đối, phương pháp thứ 2 thao tác thuận lợi
hơn, hiệu suất tốt hơn và thời gian phản ứng ngắn hơn [31].
Năm 2012, G. B. Wang đã nghiên cứu phản ứng deacetyl nhóm acetylamin
của hợp chất thơm, sử dụng xúc tác thionylclorid trong dung môi methanol. Phản
ứng cho hiệu suất khá cao (41,1-99,8%) [31]:

Hình 1.16 Sơ đồ phản ứng deacetyl hóa theo nghiên cứu
của G. B. Wang năm 2012
Ngoài ra phản ứng deacetyl hóa còn có thể tiến hành với nhiều phương pháp
khác, như sử dụng KF/Al
2
O
3
bằng phương pháp vi sóng. Phương pháp này cho hiệu

suất cao trong thời gian ngắn (vài phút), tuy nhiên thao tác tiến hành phức tạp hơn
[33].

Hình 1.17 Sơ đồ phản ứng deacetyl hóa bằng phương pháp vi sóng
theo nghiên cứu của Zh. Xiul


16

CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ
Để thực hiện khóa luận này chúng tôi đã sử dụng một số hóa chất, dung môi,
thiết bị và dụng cụ của Phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa dược, Bộ môn Công
nghiệp Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội, bao gồm:
1.1.1. Hóa chất
Các hóa chất đã sử dụng được liệt kê ở bảng 2.1.
Bảng 2.1 Bảng các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm
STT
Tên hóa chất, dung môi
Nguồn gốc
1
4-methyl-o-phenylendiamin
Merck
2
Aceton
Trung Quốc
3
Acetonitril
Merck

4
Acid hydrobromic
Trung Quốc
5
Acid hydrocloric đặc (37%)
Trung Quốc
6
Acid sulfuric đặc (98%)
Trung Quốc
7
Carbon disulfid
Trung Quốc
8
Cloroform
Trung Quốc
9
Dicloromethan
Trung Quốc
10
Dung dịch amoniac (25%)
Việt Nam
11
Ethanol
Trung Quốc
12
Ethyl acetat
Trung Quốc
13
Kali carbonat
Trung Quốc

14
Kali hydroxyd
Trung Quốc
15
Kali iodid
Trung Quốc
16
Methanol
Trung Quốc
17
Methyl salicylat
Việt Nam
18
Natri carbonat bão hòa
Trung Quốc
19
Natri hydroxyd
Trung Quốc
20
Natri sulfat
Trung Quốc
21
n-hexan
Trung Quốc
22
Nước cất
Việt Nam
23
o-Phenylendiamin
Merck