Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của một số dẫn chất 2 aryl 3 1,2,4triazol 4 ylthiazolidin 4 on
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.21 MB, 132 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
NGƠ XN HỒNG
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA
MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYL-3-[1,2,4]
TRIAZOL-4-YLTHIAZOLIDIN-4-ON
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC
HÀ NỘI 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
NGƠ XN HỒNG
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
HOẠT TÍNH KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ CỦA
MỘT SỐ DẪN CHẤT 2-ARYL-3-[1,2,4]
TRIAZOL-4-YLTHIAZOLIDIN-4-ON
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC
CHUYÊN NGÀNH :CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ
MÃ SỐ
:60720402
Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. ĐINH THỊ THANH HẢI
2. TS. VĂN THỊ MỸ HUỆ
HÀ NỘI 2015
LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đối với PGS. TS. Đinh Thị Thanh Hải và TS. Văn
Thị Mỹ Huệ, những người thầy đã tận tụy hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong q trình
thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn PGS. TS. Nguyễn Quang Đạt, các thầy cô giáo và
các anh chị kỹ thuật viên thuộc bộ mơn Hố hữu cơ - Trường Đại học Dược Hà Nội
đã giúp đỡ, động viên tôi trong q trình học tập, thực nghiệm tại bộ mơn.
Tơi xin cảm ơn Ban Giám hiệu và Nhà trường đã đồng ý, hỗ trợ để tơi tham
dự khóa học. Trong q trình thực hiện luận văn tơi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ
của cá nhân, đơn vị trong và ngoài trường, tôi xin chân thành cám ơn: ThS. Đào Thị
Nhung, khoa Hoá - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội;
các cán bộ phòng phân tích cấu trúc, khối phổ và phổ hồng ngoại, Phịng Hóa học
ứng dụng - Viện Hố học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các
cán bộ Khoa Dược Lý - Viện Dược Liệu - Bộ Y tế.
Cuối cùng tôi xin chân thành cám ơn gia đình và bạn bè đã quan tâm, động
viên, giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện luận văn này.
Hà Nội, tháng 10 năm 2015
Học viên
Ngơ Xn Hồng
MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẪN CHẤT 2-ARYL-3-[1,2,4]
TRIAZOL-4-YLTHIAZOLIDIN-4-ON.................................................................... 3
1.1.1. Tác dụng kháng tế bào ung thư....................................................................
3
1.1.2. Tác dụng kháng khuẩn.................................................................................. 7
1.1.3. Tác dụng kháng nấm....................................................................................
10
1.1.4. Tác dụng kháng virus và các tác dụng khác................................................. 14
1.2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT AZOMETHIN CỦA 4AMINO-4H-[1,2,4]TRIAZOL
VÀ
2-ARYL-3-[1,2,4]-
TRIAZOL-4-YL-
THIAZOLIDIN-4-ON............................................................................................. 15
1.2.1. Phương pháp tổng hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol.........................................
15
1.2.2. Phương pháp tổng hợp các azomethin của 4-amino-4H-1,2,4triazol......................................................................................................................... 16
1.2.3. Phương pháp tổng hợp các dẫn chất 2-aryl-3-[1,2,4]triazol-4-ylthiazolidin4-on từ các azomethin của 4-amino-4H-1,2,4-triazol.............................................. 20
1.3. TỔNG QUAN VỀ VI SÓNG VÀ CÁC ỨNG DỤNG TRONG TỔNG HỢP
HỮU CƠ............................................................................................... .............…. 23
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU...................................................................................... 27
2.1.1. Hóa chất......................................................................................................... 27
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ............................................................................................ 28
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU............................................................................. 28
2.2.1. Tổng hợp hóa học.......................................................................................... 28
2.2.2. Thử tác dụng sinh học...................................................................................
29
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................... 29
2.3.1. Tổng hợp các chất dự kiến............................................................................. 29
2.3.2. Thử tác dụng kháng tế bào ung thư...............................................................
29
Chương 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC................................................................................... 34
3.1.1. Tổng hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol..............................................................
34
3.1.2. Tổng hợp các azomethin của 4-amino-4H-1,2,4-triazol................................ 37
3.1.3. Tổng hợp các dẫn chất 2-aryl-3-[1,2,4]triazol-4-ylthiazolidin-4-on từ các
azomethin của 4-amino-4H-1,2,4-triazol................................................................. 44
3.2. THƠNG SỐ HĨA LÝ VÀ SỐ LIỆU PHỔ..................................................... 51
3.2.1. Thơng số hóa lý của các chất tổng hợp được................................................
51
3.2.2. Số liệu phổ của các chất tổng hợp được........................................................
52
3.3. THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ..........................................
56
Chương 4. BÀN LUẬN
4.1. VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC............................................................................. 58
4.1.1. Về phản ứng tổng hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol.......................................... 58
4.1.2. Về phản ứng tổng hợp các azomethin của 4-amino-4H-1,2,4-triazol……...
59
4.1.3. Về phản ứng đóng vịng tạo các dẫn chất 2-aryl-3-[1,2,4]triazol-4ylthiazolidin-4-on....................................................................................................
60
4.2. VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC...........................................................................
62
4.2.1. Về phổ hồng ngoại (IR)................................................................................. 62
4.2.2. Về phổ khối lượng (MS)................................................................................ 63
4.2.3. Về phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân
(13C-NMR)............................................................................................................... 63
4.3. VỀ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ.............................................
65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN.........................................................................................................
67
2. KIẾN NGHỊ......................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
A549
: Tế bào ung thư phổi
13
: Carbon nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ Hạt
C- NMR
nhân 13C)
CTPT
: Công thức phân tử
DMF
: Dimethylformamid
DMSO
: Dimethylsulfoxid
EtOH
: Ethanol
HMM
: Hexamethylmelamin
1
: Proton nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ proton)
H - NMR
HPLC
: High performance liquid chromatography
Hela
: Tế bào ung thư tử cung
Hep-2
: Tế bào ung thư gan người
IR
: Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại)
PTL
: Phân tử lượng
LU
: Tế bào ung thư phổi người
MeOH
: Methanol
MIC
: Minimal Inhibitory Concentration (nồng độ ức chế tối thiểu)
MS
: Mass spectrometry (Phổ khối lượng)
OVCAR-8
: Tế bào ung thư buồng trứng
SKLM
: Sắc ký lớp mỏng
tonc
: Nhiệt độ nóng chảy
WHO
: World Health Organization (Tổ chức Y tế thế giới)
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
Tên bảng
Trang
1
Bảng 1.1: Một số thuốc điều trị ung thư có nhân triazol
4
2
Bảng 1.2: Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của một số
dẫn chất 1,2,4-triazol trên các dòng tế bào ung thư HT29, K293,
6
MDA231
3
Bảng 1.3: Một số kháng sinh điều trị nấm chứa nhân 1,2,4-triazol
11
4
Bảng 2.1: Nguyên vật liệu dùng trong nghiên cứu
27
5
Bảng 3.1: Bảng các chất được tổng hợp theo sơ đồ tổng quát
37
6
Bảng 3.2: Hiệu suất và hằng số vật lý các chất tổng hợp được
49
7
Bảng 3.3: Kết quả đo t0nc và sắc ký lớp mỏng
51
8
Bảng 3.4: Số liệu phổ IR của các chất tổng hợp được
52
9
Bảng 3.5: Số liệu phổ khối lượng của các chất 2-16
53
10
Bảng 3.6: Số liệu phổ 1H-NMR của các chất
54
11
Bảng 3.7: Số liệu phổ 13C-NMR của các chất
55
12
Bảng 3.8: Kết quả thử hoạt tính kháng dịng tế bào ung thư của
các chất 3, 4, 6, 10
57
13
Bảng 3.9: Kết quả thử hoạt tính kháng dịng tế bào ung thư của
các chất 11, 14, 16
57
14
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của hằng số thế Hammett của các nhóm
thế trong hợp phần aldehyd thơm tới hiệu suất của phản ứng
ngưng tụ tạo sản phẩm azomethin
59
15
Bảng 4.2: Tóm tắt quy trình các phương pháp tổng hợp
thiazolidin-4-on
60
16
Bảng 4.3: Giá trị logP của các chất tổng hợp được
65
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
STT
Tên sơ đồ
Trang
1
Sơ đồ 1.1: Sơ đồ quy trình tổng hợp Anastrozol
4
2
Sơ đồ 1.2: Sơ đồ quy trình tổng hợp Letrozol
5
3
Sơ đồ 1.3: Sơ đồ quy trình tổng hợp Fluconazol
12
4
Sơ đồ 1.4: Sơ đồ quy trình tổng hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol
16
theo Horning E. C.
5
Sơ đồ 1.5: Sơ đồ quy trình tổng hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol
16
theo Rubtsov M. V. và Baichikov A. G.
6
Sơ đồ 1.6: Sơ đồ quy trình tổng hợp furazonal
19
7
Sơ đồ 1.7: Sơ đồ quy trình tổng hợp các dẫn chất của 2,3-diaryl-
20
1,3-thiazolidin-4-on
8
Sơ đồ 1.8: Sơ đồ quy trình tổng hợp các dẫn chất của thiazolidin-
21
4-on theo Turgut Z. và cộng sự
9
Sơ đồ 1.9: Sơ đồ quy trình tổng hợp các dẫn chất của thiazolidin-
21
4-on theo Patel H. S. và Patel K. B.
10
Sơ đồ 1.10: Sơ đồ quy trình tổng hợp các dẫn chất của
21
thiazolidin-4-on theo Kumar P. S. và cộng sự
11
Sơ đồ 1.11: Sơ đồ quy trình tổng hợp các dẫn chất của
22
thiazolidin-4-on theo Shah P. M. và cộng sự
12
Sơ đồ 1.12: Các giai đoạn trong phản ứng tổng hợp các dẫn
23
chất đóng vịng thiazolidin-4-on
13
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ tổng hợp tổng quát
29
14
Sơ đồ 3.1: Sơ đồ tổng hợp hóa học
34
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thời đại ngày nay, nền công nghệ khoa học kỹ thuật ngày càng tiên
tiến, hiện đại thì cuộc sống của con người cũng ngày càng phát triển. Nhưng đi đơi
với điều đó là sự ơ nhiễm mơi trường tồn cầu ảnh hưởng tới khí hậu trái đất và mơi
trường sống của nhân loại. Ơ nhiễm mơi trường sống và môi trường làm việc là một
trong những nguyên nhân gây ra bệnh ung thư, một trong các căn bệnh nguy hiểm
của thời đại. Theo ước tính của tổ chức Y tế thế giới (WHO) mỗi năm có khoảng 14
triệu người mắc mới bệnh ung thư và 8 triệu người bị tử vong liên quan đến căn
bệnh này [60]. Các nhà khoa học trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển thuốc mới
trên toàn cầu đang nỗ lực nghiên cứu tổng hợp ra nhiều dược chất đáp ứng nhu cầu
chữa trị căn bệnh này.
Ở các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam, số người bị ung thư gia
tăng nhanh chóng do sự ơ nhiễm nặng nề mơi trường sống, môi trường làm việc.
Theo số liệu thống kê của Hội phòng chống ung thư Việt Nam, mỗi năm ở nước ta
có khoảng 100.000-150.000 người bị mắc mới bệnh ung thư và 70.000 người chết
vì ung thư[7]. Hầu hết các loại thuốc điều trị ung thư đều phải nhập ngoại nên giá
thành cao không phù hợp với điều kiện kinh tế của người bệnh. Vì vậy việc nghiên
cứu, sàng lọc tìm kiếm các chất mới hướng tới ứng dụng trong điều trị ung thư là
một hướng nghiên cứu đang được nhiều nhà khoa học quan tâm.
Trong những năm gần đây, triazol và các dẫn chất là một dãy chất hữu cơ đã
được nghiên cứu một cách có hệ thống về mặt hóa học cũng như tác dụng sinh học.
Nhiều cơng trình nghiên cứu trên thế giới và trong nước đã cơng bố cho thấy các
dẫn chất triazol có các tác dụng đáng quan tâm như: kháng nấm, kháng khuẩn,
kháng virus và chống ung thư [2],[4],[6],[19],[38]. Một số dẫn chất triazol đã được
đưa vào ứng dụng trong Y học đề điều trị ung thư như Anastrozol, Letrozol,
Guanazol [4]... Trong số các dẫn chất triazol thì các dẫn chất azomethin của 4amino-4-H-1,2,4-triazol với các aldehyd thơm đã được nghiên cứu cả về tổng hợp
hóa học và tác dụng sinh học, kết quả cho thấy các dẫn chất này có tác dụng sinh
học đáng quan tâm. Bên cạnh đó, các cơng trình nghiên cứu đã công bố cho thấy
1
các dẫn chất 4-thiazolidinon cũng thể hiện tác dụng kháng tế bào ung thư rất đáng
quan tâm. Thử nghiệm kháng ung thư in vitro của hơn 1000 dẫn chất loại này cho
thấy có 167 chất có hoạt tính kháng ung thư tốt [38].
Tiếp tục các hướng nghiên cứu trên đây về tổng hợp hóa học và tác dụng
kháng tế bào ung thư của các dẫn chất triazol có chứa hợp phần thiazolidinon chúng
tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính kháng tế bào ung thư
của một số dẫn chất 2-aryl-3-[1,2,4]triazol-4-ylthiazolidin-4-on” với các mục
tiêu nghiên cứu sau đây:
1. Tổng hợp được một số dẫn chất 2-aryl-3-[1,2,4]triazol-4-ylthiazolidin-4-on.
2. Thử tác dụng kháng tế bào ung thư của một số chất tổng hợp được.
2
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẪN CHẤT 2-ARYL-3[1,2,4]TRIAZOL-4-YLTHIAZOLIDIN-4-ON
Các dẫn chất 1,2,4-triazol và thiazolidin-4-on được nhiều nhà khoa học quan
tâm và đã được nghiên cứu có hệ thống về mặt hóa học cũng như tác dụng sinh học,
trong đó một số chất đã được sử dụng có hiệu quả trong điều trị [4],[20]. Một số tác
dụng sinh học chính có thể kể đến như tác dụng kháng ung thư, tác dụng kháng
nấm, tác dụng kháng khuẩn, tác dụng kháng virus.
1.1.1. Tác dụng kháng tế bào ung thư
Để chứng minh tác dụng kháng tế bào ung thư của các dẫn chất triazol, đầu
tiên phải kể đến công bố của Hahn M. A., Adanson R . H. vào năm 1972 [31] về
guanazol (3,5-diamino-1H-1,2,4-triazol) có tác dụng kháng tế bào ung thư. Hoạt
chất này hiện nay đang được sử dụng trong điều trị bệnh tăng bạch cầu.
Guanazol có cơng thức cấu tạo:
Từ đó đến nay đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu sâu về tổng hợp hóa học
và tác dụng kháng tế bào ung thư của các dẫn chất chứa hợp phần 1,2,4-triazol trong
phân tử.
Một số hợp chất chứa hợp phần 1,2,4-triazol đã được nghiên cứu và đưa vào
ứng dụng trong Y học để điều trị các loại ung thư khác nhau như anastrozol,
letrozol... [4] được liệt kê trong bảng 1.1.
Anastrozol là kết quả sàng lọc thành công của quá trình nghiên cứu tổng hợp
và sàng lọc tác dụng kháng ung thư của các dẫn chất 1H-1,2,4-triazol hướng ứng
dụng điều trị ung thư từ năm 1990 của Phillip N. E. và Michael S. L. [47]. Tác giả
đã tổng hợp và thử tác dụng sinh học ức chế enzym aromatase của một số dẫn chất
1H-1,2,4-triazol có cơng thức tổng quát:
3
Kết quả cho thấy các chất thử nghiệm có tác dụng ở nồng độ ≤ 10mg/ml.
Trong số các chất này đáng chú ý có hợp chất anastrozol (bảng 1.1), hiện nay đang
được sử dụng trong điều trị bệnh ung thư vú ở nữ giới.
Anastrozol được tổng hợp theo sơ đồ 1.1.
Sơ đồ 1.1: Sơ đồ quy trình tổng hợp Anastrozol.
Bảng 1.1: Một số thuốc điều trị ung thư có nhân triazol.
STT
1
Tên thuốc
Công thức cấu tạo
Hỗ trợ cho Phụ nữ sau mãn
kinh mắc bệnh ung thư vú ở
giai đoạn sớm, có thụ thể
eostrogen dương tính.
Anastrozol
2
Letrozol
3
Guanazol
Chỉ định
Tiền phẫu thuật và trị liệu
trong ung thư vú di căn ở nữ
giới đã mãn kinh nhưng vẫn
đáp ứng với
receptor
eostrogen hoặc progesteron
dương tính.
Điều trị bệnh tăng bạch cầu
4
Cũng vào năm 1990, các nhà khoa học Robert M. B. và cộng sự [49] đã tổng
hợp và thử tác dụng kháng enzym aromatase của một số dẫn chất 1,2,4-triazol có
cơng thức tổng qt như sau:
Nghiên cứu này góp phần tìm ra dẫn chất letrozol (bảng 1.1), thuốc hiện nay
đang được sử dụng để điều trị ung thư vú ở nữ giới do khả năng kháng enzym
aromatase, là một trong số các dẫn chất được Robert M. B. và cộng sự [49] tổng
hợp ở trên.
Hoạt chất này tiếp tục được nghiên cứu bởi Bhatnagar A.S. và cộng sự [21]
vào năm 1990, Demers L. M. vào năm 1994 [26] và Haynes B. P. [32] năm 2003.
Các nghiên cứu nói trên đã góp phần để đưa ra được quy trình tổng hợp hóa
học hồn chỉnh của letrozol như sau:
N
N
H
N
N
N
N
N
t-BuOK, DMF
N
Br
CH2Cl2, 15h
CN
CN
N
F
NC
CN
NC
Letrozol
Sơ đồ 1.2: Sơ đồ quy trình tổng hợp Letrozol.
Một nghiên cứu khác vào năm 2010 của Paul M. W. và cộng sự [46] đã tổng
hợp và thử tác dụng ức chế aromatase-sulfatase của một số dẫn chất 4-amino-4H1,2,4-triazol. Kết quả một số chất thể hiện hoạt tính ức chế enzym aromatase và
sulfatase ở mức độ nanomol. Các dẫn chất 4-amino-4H-1,2,4-triazol được tổng hợp
và thử hoạt tính kháng tế bào ung thư trong nghiên cứu này làm phong phú thêm số
lượng các dẫn chất triazol có tác dụng chống ung thư.
5
N
N
N
N
CN
Năm 2012, mười sáu dẫn chất của triazol đã được nhóm nghiên cứu của
Eman M. F. và cộng sự [29] tổng hợp và thử tác dụng sinh học kháng vi sinh vật,
kháng ung thư, kết quả cho thấy 5 dẫn chất được tổng hợp có tác dụng chống khối u
tử cung và tế bào ung thư vú với IC50 (2,72-5,85µg/ml).
Một nghiên cứu khác năm 2012 của Ramaprasad G. C. và cộng sự [48] đã
thu được kết quả đáng quan tâm khi thử hoạt tính của một số dẫn chất 1,2,4-triazol
trên các dòng tế bào ung thư HT29, K293, MDA231. Kết quả cụ thể như trong
bảng 1.2.
Bảng 1.2: Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thư của một số dẫn chất 1,2,4triazol trên các dòng tế bào ung thư HT29, K293, MDA231.
Cơng thức cấu tạo
IC50 (µM)
Ar
HT29
K293
MDA231
4-F, 3-CF3C6H3
10
20
9
2-F, 5-NO2C6H3
13
25
13
6
Các dẫn chất 4-thiazolidinon cũng thể hiện tác dụng kháng ung thư đáng chú
ý. Thử nghiệm kháng ung thư in vitro với hơn 1000 dẫn chất loại này cho thấy có
167 chất có hoạt tính kháng ung thư tốt [38].
Một số dẫn chất indolin-2-on chứa hợp phần 4-thiazolidinon cũng được tổng
hợp và thử độc tính trên 3 dịng tế bào ung thư HT-29, H460 và MDA-MB-231. Kết
quả thu được có một số chất có độc tính đáng kể trên các dịng tế bào thử nghiệm
IC50 = 0.016 µM/L (HT-29) và 0.0037 µM/L (H460) [59].
1.1.2. Tác dụng kháng khuẩn
Tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất triazol đã được nhiều nhà khoa học
quan tâm nghiên cứu.
Các dẫn chất của 4-amino-4H-1,2,4-triazol với 5-nitro-furfural có tác dụng
kháng khuẩn là furazonal và furacylin, trong đó furazonal là hoạt chất có phổ kháng
khuẩn rộng, tác dụng trên các chủng vi khuẩn: Staphylococcus aureus,
Streptococcus pneumonia, Salmonella typhi, Proteus vulgaris và Streptococcus
pneumonia, kể cả những chủng đã kháng sulfamid và kháng kháng sinh, đã được
dùng để điều trị lỵ trực trùng [50].
:
Tiếp theo đó, vào năm 1981, Bohm R. và Karow C. [24] đã công bố 3amino-1H-1,2,4-triazol có tác dụng kháng vi khuẩn gram (-):
Cơng thức cấu tạo của
3-amino-1H-1,2,4-triazol:
Ngồi ra, các dẫn chất của 4-amino-3H-1,2,3-triazol cũng có tác dụng sinh
học như kháng khuẩn, kháng nấm:
7
Năm 1994, Ozkanli F. và cộng sự [44] đã phát hiện một số dẫn chất của 1-H1,2,4-triazol acetamid có tác dụng kháng khuẩn khá mạnh đối với các chủng vi
khuẩn: S. aureus, P. aeruginosa, E. coli và một số vi nấm: C. albicans, C.
parapsilosis, C. pseudotro-picalis và C. stellatoided.
Năm 2006, Sayyed M. và cộng sự [52] đã tổng hợp và thử tác dụng kháng
khuẩn của một loạt các hợp chất 2,3-diaryl-1,3-thiazolidin-4-on trên các chủng E.
coli, B. subtillis, S. typhi. Theo đó một số chất thử nghiệm đã có hoạt tính kháng
khuẩn đáng kể.
O
Ar R
N
R1
R2
S
R3
Các hợp chất 2,3-diaryl-1,3-thiazolidin-4-on
Tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất 3-[4H-(1,2,4)-triazolyl]-2-aryl-1,3thiazolidin-4-on cũng đã được Patel H. S. và Patel K. B. công bố trong nghiên cứu
năm 2008 [45].
N
N
H
C R
S
N N
C
O
Theo đó các dẫn chất tổng hợp được thử nghiệm trên 2 chủng vi khuẩn Gr(+)
(B. subtilis, S. aureus) và 3 chủng vi khuẩn Gram (-) (K. promioe, S. typhi và E.
coli). Kết quả cho thấy một số chất thử nghiệm thể hiện hoạt tính kháng khuẩn tốt
hơn chất đối chứng tetracyclin.
Một số dẫn chất thiazolidin-4-on khác cũng được thử hoạt tính kháng khuẩn
[42], kết quả cho thấy một số chất có tác dụng tốt hơn so với ciprofloxacin trên các
chủng E. coli, S. enteritidis, P. aeruginosa, S. aureus và B. subtilis.
8
Các dẫn chất 5-benzyliden-3-(pyridin-2-yl)-2-(pyridin2-ylimino)-thiazolidin-4-on.
Trong một nghiên cứu gần đây, các dẫn chất 4-thiazolidinon đã được thử
hoạt tính kháng khuẩn trên S. aureus (ATCC 25923), E. coli (ATCC 25922) và
kháng nấm trên C. albicans (ATCC 2091) với chất đối chứng tương ứng là
ciprofloxacin và ketoconazol. Các chất tổng hợp được đều thể hiện hoạt tính có
triển vọng [56].
Các dẫn chất của 4-thiazolidinon.
Năm 2009, Demirbas A. và các cộng sự [27] đã tổng hợp và thử tác dụng
kháng khuẩn của các dẫn chất 1,3,4-thiadiazol-2-ylmethyl-1,2,4-triazol.
Kết thúc cơng trình nghiên cứu này, các tác giả đã chỉ ra rằng các dẫn chất
của 1,3,4-thiadiazol-2-ylmethyl-1,2,4-triazol có tác dụng rất tốt trên các vi khuẩn
như: E. coli, Y. pseudotuberculosis, P. aeruginosa, Enterococcus, S. aureus, B.
cereus.
Thêm vào đó, cũng vào năm 2009, Bayrak H. và cộng sự [18] đã tổng hợp
1,2,4-triazol base manich và base Schiff của chất này, thử hoạt tính sinh học của các
chất tổng hợp được trên một số chủng vi khuẩn.
9
R: là các aryl khác nhau
Kết quả của nghiên cứu này cho thấy các dẫn chất 1,2,4-triazol tổng hợp
được có tác dụng kháng các chủng vi khuẩn: E. coli, Y. pseudotuberculosis, P.
aeruginosa, E. faecalis, S. aureus, B. cereus, C. tropicalis.
Để góp phần tìm kiếm thêm các hoạt chất có tính kháng khuẩn cao và dược
động học ưu việt, Bektas H. và cộng sự [19], tiếp tục tổng hợp thêm một số dẫn
1,2,4-triazol và thử tác dụng sinh học của các chất này trên một số chủng vi sinh
vật.
N
N
N CH2
N
N
OCH3
R
N
S
O
O
1: R:
N
N CH3
2: R:
N
O
Kết quả cho thấy rằng các chất tổng hợp được có tác dụng kháng E. Coli, K.
pneumonia, Y. pseudotuberculosis, E. aerogenes, P. aeurogenosa, S. aureus, E.
faecalis, B. cereus, C. tropicalis, C. glabrata.
Tác giả Nguyễn Quang Đạt và cộng sự [6] cũng đã tổng hợp và thử tác dụng
sinh học của dẫn chất 4-amino-1,2,4-triazol thì thấy chất 4-(5’-nitro-2’-furfuryliden
amino)-4H-1,2,4-triazol có tác dụng mạnh trên 10 chủng vi sinh vật thử nghiệm.
Năm 2006, tác giả Vũ Thị Mừng [8] đã tổng hợp một số dẫn chất 5-aryliden
thiazolidin-2,4-dion, trong đó có 2 chất có tác dụng trên 4 chủng vi khuẩn kiểm định
(E. coli, S. aureus, P. aeruginosa, B. subtilis).
Kết quả nghiên cứu năm 2010 của tác giả Bùi Thị Thanh Châm [5] về các
dẫn chất 5-(p-florobenzyliden)thiazolidin-2,4-dion cũng cho thấy các dẫn chất này
thể hiện hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm trên các chủng vi khuẩn thử nghiệm.
1.1.3. Tác dụng kháng nấm
10
Là tác dụng đáng chú ý của các dẫn chất triazol. Các dẫn chất triazol và các
dẫn chất imidazol đã tạo thành họ thuốc azol chống nấm. Tác dụng chống nấm của
các azol được phát hiện từ năm 1944 nhưng mãi tới năm 1970 mới được công nhận
và nghiên cứu sâu hơn về tổng hợp hóa học, dược động học, độc tính và thử lâm
sàng.
Trong những năm gần đây kết quả của các nghiên cứu này đã đưa ra các
thuốc chống nấm mới thuộc họ triazol được áp dụng trong điều trị [2]. Các thuốc
kháng nấm họ triazol được liệt kê trong bảng 1.3.
Bảng 1.3: Một số kháng sinh điều trị nấm chứa nhân 1,2,4-triazol.
STT
Tên chất
CTCT
Chỉ định
Fluconazol
Nhiễm nấm do
Crypyococcus và
Aspergillus.
Itraconazol
Nhiễm nấm do
Candida albican,
Cryptococcus
neoformans và
Aspergilus fumigatus
3
Voriconazol
Nhiễm nấm do
Crypyococcus và
Aspergillus
4
Posaconazol
Nhiễm nấm do
Aspergillus, Candida,
và Cryptococcus
5
Saperconazol
Nhiếm nấm do
Cryptococcus và
Aspegillus
1
2
Năm 1979, 16 dẫn chất 1H-1,2,4-triazol được Jan H. và các cộng sự [34]
tổng hợp và thử tác dụng chống nấm. Kết quả cho thấy 8 trong số 16 chất có tác
dụng kháng nấm ở liều 1,25mg/kg hoặc 2,25mg/kg.
11
Tiếp tục hướng nghiên cứu này, năm 1980-1981, Jan H. và các cộng sự [35]
tiếp tục tổng hợp và sàng lọc tác dụng chống nấm của các dẫn chất tổng hợp được,
với các gốc R khác nhau và đã lựa chọn được hoạt chất itraconazol (bảng 1.3),
được sử dụng có hiệu quả trong điều trị nhiễm nấm C. albican, C. neoformans và A.
fumigatus.
Các tác giả Narayanaswami S. và Richardson K. [43], năm 1983, đã nghiên
cứu và công bố tác dụng kháng nấm của các dẫn chất triazol.
Trong đó R là các dẫn chất chứa vòng thơm như naphthyl, biphenylyl, 5chloro-pyrid-2-yl hoặc nhóm phenyl có các vị trí được thay thế bởi F, Cl, I, CF3,
hoặc C1-C4 alkoxy và X có thể là F, Br, Cl hoặc OH. Kết quả cho thấy hầu hết các
chất tổng hợp được đều có tác dụng ức chế C. albicans, C. neoformans, A.
fumigatus, Coccidioides, Paracoccidioides, Histoplasma, Blastomyces.
Kết quả của nghiên cứu trên đã góp phần tìm ra dẫn chất fluconazol, hoạt
chất này hiện nay đang được sử dụng trong điều trị nấm Crypyococcus và
Aspergillus. Fluconazol có thể được tổng hợp theo quy trình sau:
Sơ đồ 1.3: Sơ đồ quy trình tổng hợp Fluconazol.
12
Stephen J. R. và Richardson K. [55] đã tổng hợp và công bố tác dụng kháng
nấm của một loạt dẫn chất 1H-1,2,4-triazol:
Từ kết quả của những công bố này các tác giả đã tiếp tục sàng lọc, thử tác
dụng sinh học và độc tính, cuối cùng đã lựa chọn được voriconazol đưa vào sử dụng
trong điều trị nấm Candida abicans, Crypotococcus neoformans, Aspergillus
furmigatus (bảng 1.1).
Năm 2001, Konosu T. và cộng sự [36] đã tổng hợp các dẫn chất dioxintriazol và tiến hành thử tác dụng chống nấm của các chất tổng hợp được. Hầu hết
các dẫn chất này có tác dụng kháng nấm cao với MIC ≤1µg/ml.
N
CH3
OH
CH S
N
(
) Ar
n
F
n = 1,2,3
N
F
Sau những nghiên cứu trên, vào năm 2008, Emami S. và cộng sự [28] đã
tổng hợp và thử tác dụng chống nấm của các dẫn chất 2-hydroxyphenacyl azol và 2hydroxyphenacyl azolium. Kết quả nghiên cứu cho thấy một số dẫn chất của triazol
có tác dụng chống nấm hiệu quả với MIC < 32µg/ml. Các chất này được xem như là
một nhóm thuốc azol chống nấm mới.
Năm 2009, Mali R. K. và cộng sự [40] đã tiến hành thêm một nghiên cứu
tổng hợp và thử tác dụng chống nấm của một số chất thuộc nhóm các dẫn chất
1,2,4-triazol.
13
Với R là các aryl, các chất tổng hợp được đều có tác dụng chống nấm C.
albicans và A.niger tại các nồng độ 50µg/ml và 100µg/ml.
Trong một nghiên cứu của Arun K.W. và Arti S. năm 2011, các dẫn chất N(aryl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)methyl-N-(4H-1,2,4-triazol-4-yl)benzamid có tác dụng
ức chế sự phát triển của một số chủng vi khuẩn và nấm kiểm định [17].
Có thể thấy rằng: các azol đã bổ sung một lượng lớn vào danh mục các thuốc
chống nấm vì có độc tính thấp hơn amphotericin B, có tác dụng trên nhiều loại nấm
khác nhau và có các tính chất dược động học ưu việt.
Cơ chế tác dụng [2],[25],[30]: Các thuốc chống nấm azol đều hoạt động theo
cơ chế tác dụng chung là ức chế enzym cytocrom P450 của nấm, các enzym này cần
thiết để demethyl hóa các 14-α-methylsterol thành ergosterol. Ergosterol là sterol
chủ yếu của màng tế bào nấm, khi ergosterol không được tạo thành, màng tế bào
nấm bị tổn thương nên thay đổi chức năng và độ thấm của màng, dẫn đến làm mất
các chất quan trọng trong tế bào nấm như ion K+, các acid amin và do đó nấm bị
tiêu diệt.
1.1.4. Tác dụng kháng virus và các tác dụng khác
1.1.4.1. Tác dụng kháng virus
Tác dụng kháng virus cũng là một tác dụng đáng được quan tâm của các dẫn
chất triazol. Một số dẫn chất 1,2,3-triazol carboxamid và 1,2,4-triazol carboxamid
có tác dụng kháng virus đã được công bố.
Năm 1972, Witkowski J. T. và các cộng sự [61] đã tổng hợp và thử tác dụng
kháng virus của một số các dẫn chất của 1,2,4-triazol-3-carboxamidin
ribonucleosid, kết quả thu được một hợp chất được ứng dụng trong điều trị là
ribavirin (1-β-D-ribofura-nosyl-1H-1,2,4-triazol-3-carboxamid) [2] có công thức
cấu tạo như sau:
14
Ribavirin là một nucleosid kháng virus phổ rộng, chống virus cúm B khá
mạnh, kháng virus hợp bào đường hô hấp (RSV), nó cũng có một số tác dụng với
các loại virus khác như: herpes, thủy đậu, viêm gan, sởi.
1.1.4.2. Tác dụng khác
Ngoài các tác dụng đáng kể trên người ta cịn thấy các dẫn chất triazol cịn có
một số tác dụng có thể ứng dụng trong điều trị như tác dụng chống sốt rét, chống
trầm cảm. Sau đây là một số chất đã được công bố công bố [10],[24].
(chống trầm cảm)
(chống sốt rét)
Các kết quả kết quả nghiên cứu trên cho thấy các dẫn chất triazol có tác dụng
phong phú và đa dạng. Vì vậy việc nghiên cứu tìm kiếm các dẫn chất triazol có hoạt
tính sinh học cần được tiếp tục và phát triển.
1.2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT AZOMETHIN CỦA 4AMINO-4H-[1,2,4]TRIAZOL
VÀ
2-ARYL-3-[1,2,4]TRIAZOL-4-YL-
THIAZOLIDIN-4-ON
1.2.1. Phương pháp tổng hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol
4-Amino-4H-1,2,4-triazol được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1949 do
Ruhemann S. và Merriman W. R. [51] thực hiện bằng cách đun nóng formyl
hydrazin ở nhiệt độ 150-2000C, đây là phương pháp khá đơn giản và thuận lợi. Về
sau nhiều nhà tổng hợp hữu cơ đã nghiên cứu sâu hơn về phương pháp tổng hợp 4amino-4H-1,2,4-triazol.
15
Horning E. C. [33] đã thực hiện phản ứng này qua 2 giai đoạn từ
ethylformiat và hydrazin hydrat, các phản ứng diễn ra như sau:
Sơ đồ 1.4: Sơ đồ quy trình tổng hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol
theo Horning E. C.
Rubtsov M.V. và Baichikov A.G. [50] đã thực hiện phản ứng tổng hợp 4amino-4H-1,2,4-triazol từ acid formic và hydrazin hydrat. Phản ứng xảy ra theo hai
giai đoạn nhưng thực hiện liên tiếp trong 1 quá trình:
Sơ đồ 1.5: Sơ đồ quy trình tổng hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol
theo Rubtsov M. V. và Baichikov A. G.
Thông qua các phương pháp trên, trong cơng trình nghiên cứu này chúng tôi
tiến hành tổng hợp hợp 4-amino-4H-1,2,4-triazol khảo sát theo 2 phương pháp của
Rubtsov M.V., Baichikov A.G. [50] và E.C. Horning [33].
1.2.2. Phương pháp tổng hợp các azomethin của 4-amino-4H-1,2,4-triazol
1.2.2.1. Phản ứng ngưng tụ aldehyd thơm với amin bậc 1
Phương trình tổng quát:
Đây là phản ứng cộng hợp ái nhân (AN) vào nhóm carbonyl của aldehyd
thơm và đồng thời tách loại một phân tử nước, tác nhân ái nhân là H2N-Ar1, phản
ứng có thể sử dụng xúc tác acid, base hoặc không dùng xúc tác.
Cơ chế phản ứng [1],[3],[11]:
Phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn:
16
Giai đoạn 1: Tác nhân ái nhân tấn công vào nhóm carbonyl của aldehyd theo
cơ chế cộng hợp ái nhân AN:
Giai đoạn 2: Phản ứng tách loại một phân tử nước theo cơ chế tách loại E1.
Như vậy khả năng và tốc độ của phản ứng phụ thuộc chủ yếu vào 2 yếu tố:
+ Sự phân cực của liên kết đơi carbonyl (C=O) của aldehyd (-CHO). Các
nhóm thế hút điện tử (có hiệu ứng -M, -I) làm tăng tốc độ phản ứng vì làm tăng sự
phân cực liên kết C=O.
+ Tính ái nhân của phân tử amin. Các amin có tính base càng lớn thì tốc độ
phản ứng càng tăng.
Phản ứng không cần xúc tác.
Khi các hợp chất carbonyl và tác nhân nucleophin hoạt động mạnh thì phản
ứng khơng cần xúc tác acid hay base. Cơ chế phản ứng xảy ra như cơ chế chung.
Phản ứng với xúc tác acid.
Nhóm carbonyl của aldehyd thơm là nhóm phân cực mạnh, do có liên kết
giữa carbon với dị tố oxy có độ âm điện cao:
Khả năng phản ứng cộng AN vào nhóm carbonyl phụ thuộc trước hết vào
điện tích dương ở nguyên tử carbon, khả năng phản ứng càng cao nếu điện tích
dương ở nguyên tử carbon càng lớn. Để làm tăng điện tích dương trên ngun tử
carbon có thể dùng xúc tác acid để proton hóa nhóm carbonyl do đó làm tăng tính
electrophin của carbon.
Cơ chế phản ứng như sau:
17
