Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số dẫn chất của 7 amino 2,3 dihydrobenzo 4,5 imidazo 2,1 b thiazol

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

LÊ THỊ LAN HƯƠNG
MÃ SINH VIÊN: 1201274

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC
MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA
7-AMINO-2,3DIHYDROBENZO[4,5]IMIDAZO[2,1b]THIAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
HÀ NỘI - 2017


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

LÊ THỊ LAN HƯƠNG
MÃ SINH VIÊN: 1201274

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC
MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA
7-AMINO-2,3DIHYDROBENZO[4,5]IMIDAZO[2,1b]THIAZOL
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn:
1. TS. Nguyễn Văn Hải
2. ThS. Ngô Quang Trung
Nơi thực hiện:
Bộ môn Công nghiệp Dược
- Trường Đại học Dược Hà Nội

HÀ NỘI - 2017


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và gửi lời cảm ơn chân thành
nhất tới người thầy của tôi -TS. Nguyễn Văn Hải, người đã đồng hành cùng tôi vượt
qua khó khăn, ân cần quan tâm, động viên, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo cho tôi từ
những bước đi chập chững đầu tiên trên con đường nghiên cứu khoa học và trong
suốt quãng thời gian tôi thực hiện khóa luận.
Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Ngô Quang Trung, người thầy thứ hai đã
trực tiếp hướng dẫn và dành nhiều sự quan tâm, động viên,khích lệ để tôi hoàn thành
khóa luận của mình.
Tôi cũng vô cùng biết ơn và xin được chân thành cảm ơn PGS. TS. Nguyễn
Đình Luyện và ThS. Nguyễn Văn Giang, hai thầy cũng đã luôn quan tâm sát sao,
cho tôi rất nhiều lời khuyên quý giá và nhiều bài học bổ ích cả trong công việc và
trong cuộc sống.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Ngọc Chiến, ThS. Phạm Thị
Hiền, cùng tất cả các thầy cô, anh chị thuộc Phòng Phân tích, Kiểm nghiệm và
Tương đương sinh học, Viện Công nghệ dược phẩm quốc gia vàCN. Phan Tiến
Thành, Bộ môn Công nghiệp Dược đã hết sức nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi giúp
đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận
Tôi xin cảm ơn các bạn bè của tôi đã luôn đồng hành cùng tôi trong suốt
những năm tháng học tập tại trường. Xin cảm ơn bạn Nguyễn Gia Anh Tuấn cùng
các bạn, các em cùng thực hiện khóa luận tại phòng thí nghiệm Tổng hợp hóa dược,
Bộ môn Công nghiệp Dược đã luôn gắn bó, động viên, giúp đỡ, chia sẻ cùng nhau
trên con đường tìm tòi và khám phá kiến thức.
Cuối cùng, tôi xin dành sự biết ơn sâu sắc nhất tới bố mẹ tôi và tất cả những
người thân trong gia đình, những người đã luôn yêu thương, ủng hộ để tôi có được
ngày hôm nay!
Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2017

Sinh viên
Lê Thị Lan Hương


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
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 lý hóa của 2MBI .................................................................. 2

1.2. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA 2MBI ......... 3
1.2.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm ......................................................... 3
1.2.2. Tác dụng diệt ký sinh trùng ...................................................................... 5
1.2.3. Tác dụng ức chế bơm proton H+/K+-ATPase ........................................... 6
1.2.4. Tác dụng gây độc tế bào ung thư ............................................................. 7
1.2.5. Các tác dụng khác của dẫn chất 2MBI ..................................................... 7
1.3. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP ..................................................................... 8
1.3.1. Tổng hợp khung 2MBI ............................................................................ 8
1.3.2. Phản ứng tạo khung 2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol ........ 10
1.3.3 Phản ứng nitro hóa .................................................................................. 11
1.3.4. Phản ứng khử hóa ................................................................................... 11
1.3.5. Phản ứng acyl hóa .................................................................................. 12
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU......................................................................................................... 14

2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT BỊ ................................................................. 14
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................................ 16
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................. 16
2.3.1. Tổng hợp hóa học ................................................................................... 16
2.3.2. Kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng hợp được................................ 17
2.3.3. Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được....................................... 17
2.3.4. Thử hoạt tính kháng khuẩn..................................................................... 17
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 ................................................................. 20
3.1.2. Tổng hợp các dẫn chất của 7-amino-2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1b]thiazol. ...................................................................................................... 26
3.2. KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT .................................................................. 28
3.3. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC DẪN CHẤT TỔNG HỢP ĐƯỢC 29
3.3.1. Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS)................................................. 29
3.3.3. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR)........ 30
3.3.4. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (13C-NMR) ............ 31
3.4. THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC ................................................................... 32
3.5. BÀN LUẬN................................................................................................... 33
3.5.1. Về tổng hợp hóa học .............................................................................. 33
3.5.2. Về cấu trúc sản phẩm. ............................................................................ 38
3.5.3. Về hoạt tính sinh học .............................................................................. 41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 43


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
δ

Độ chuyển dịch hóa học

νmax

Số sóng tương ứng với cực đại hấp thụ bức xạ hồng ngoại của dao
động hóa trị

1

H-NMR

13

Cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance)

C-NMR Cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 nuclear magnetic
resonance)

2MBI

2-mercaptobenzimidazol

CTCT

Công thức cấu tạo

CTPT

Công thức phân tử

DMF

N,N-Dimethylformamid

DMSO

Dimethyl sulfoxid

GI50

Nồng độ ức chế 50% sự phát triển (Growth inhibition of 50% )

h

Giờ

IC50

Nồng độ ức chế 50% (The half maximal inhibitory concentration)

IR

Bức xạ hồng ngoại (Infrared)

KLPT

Khối lượng phân tử

m/z

Tỷ số giữa khối lượng và điện tích của các ion

MIC

Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory concentration )

MS

Phổ khối lượng(Mass spectrometry)

OD

Mật độ quang học (Optical density)

Rf

Hệ số lưu giữ(Retention factor)

S

Độ tan

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

STT

Số thứ tự

THF

Tetrahydrofuran

to

Nhiệt độ

Tonc

Nhiệt độ nóng chảy


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Đường kính vòng vô khuẩn của các hợp chất từ 3a – 3h ............................ 4
Bảng 1.2 Đường kính vòng vô khuẩn của các dẫn chất 3a, 3b, 3c đối với các chủng
vi khuẩn thử nghiệm ..................................................................................................... 5
Bảng 1.3 CTCT của một số chất ức chế bơm proton H+/K+-ATPase có khung 2MBI 7
Bảng 2.1 Danh mục các dung môi, hóa chất ............................................................. 14
Bảng 2.2 Danh mục các dụng cụ, thiết bị.................................................................. 15
Bảng 2.3 Môi trường thử nghiệm kháng khuẩn......................................................... 18
Bảng 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ mol III: HNO3 đến hiệu suất phản ứng nitro hóa .... 22
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng....................................... 23
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ mol giữa IV và SnCl2 đến hiệu suất phản ứng. ........ 24
Bảng 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tổng hợp V.................... 25
Bảng 3.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ mol V: anhydrid acetic đến hiệu suất phản ứng. ...... 26
Bảng 3.6 Kết quả khảo sát dung môi của phản ứng tổng hợp VIb ........................... 28
Bảng 3.7 Giá trị Tonc và Rf của các chất tổng hợp được ........................................... 28
Bảng 3.8 Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) của các chất VIa, VIb ................ 29
Bảng 3.9 Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của các chất V, VIa, VIb ....................... 30
Bảng 3.10 Kết quả phân tích phổ 13C-NMR của các chất VIa, VIb ......................... 31
Bảng 3.11 Kết quả thử tác dụng kháng khuẩn .......................................................... 32

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 CTCT của hợp chất 2-mercaptobenzimidazol (2MBI .................................. 2
Hình 1.2 Hai dạng tồn tại của 2MBI ........................................................................... 3
Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất của 2MBI theo nghiên cứu của S. Nevade .... 3
Hình 1.4. CTCT của một số dẫn chất N, S – dialkyl hóa của 2 - MBI ........................ 4
Hình 1.5 CTCT của triclabendazol ............................................................................. 6
Hình 1.6 CTCT của các dẫn chất theo nghiên cứu của P. S Kumar và J. Sahoo năm
2014 .............................................................................................................................. 6
Hình 1.7 CTCT một số dẫn chất styryl sulfon của 2MBI theo M. S. Vedula và cộng
sự .................................................................................................................................. 7
Hình 1.8 Sơ đồ tổng hợp 2MBI theo J. A. VanAllan và B. D. Deacon từ ophenylendiamin và kali ethyl xanthat .......................................................................... 8
Hình 1.9 Sơ đồ tổng hợp 2MBI theo J. A. VanAllan và B. D. Deacon từ ophenylendiamin, carbon disulfid và kali hydroxyd ...................................................... 8
Hình 1.10 Sơ đồ tổng hợp 2MBI từ o-phenylendiamin và amoni thiocyanat ............. 9
Hình 1.11 Sơ đồ tổng hợp 2MBI từ o-phenylendiamin và thiophosgen hoặc thioure 9
Hình 1.12 Cơ chế phản ứng tổng hợp 2MBI theo D. Harrison và J. T. Ralph ........... 9
Hình 1.13 Sơ đồ tổng hợp 2MBI và dẫn chất theo S. S. Rao và cộng sự .................. 10
Hình 1.14 Sơ đồ tổng hợp 2MBI từ benzimidazol và lưu huỳnh ............................... 10
Hình

1.15

Cơ

chế

phản

ứng

tạo

ra

dẫn

chất

chứa

khung

2,3-

dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol theo Ki-Whan Chi và cộng sự .................. 10
Hình 1.16 Sơ đồ tổng hợp 2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol theo Nai
SeangThaing ............................................................................................................... 11
Hình

1.17

Sơ

đồ

tổng

hợp

dẫn

chất

nitro

hóa

của

2,3-

dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol ................................................................... 11
Hình 1.18 Sơ đồ tổng hợp 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin theo Arundathyl
Nirmalini Pandite. ...................................................................................................... 12
Hình 1.19 Sơ đồ khử hóa 7-nitro-2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol theo
Nguyễn Văn Thắng ..................................................................................................... 12


Hình 1.20 Sơ đồ tổng hợp paracetamol từ p-aminophenol và anhydride acetic ...... 12
Hình 1.21 Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất sulfonamid theo Ahmed Kamal ................. 13
Hình

2.1

Sơ

đồ

tổng

hợp

các

dẫn

chất

của

7-amino-2,3-

dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol ................................................................... 16
Hình 3.1 Sơ đồ tổng hợp chất II................................................................................ 20
Hình 3.2 Sơ đồ tổng hợp chất III .............................................................................. 21
Hình 3.3 Sơ đồ tổng hợp chất IV .............................................................................. 22
Hình 3.4 Sơ đồ tổng hợp chất V ................................................................................ 24
Hình 3.5 Sơ đồ tổng hợp chất VIa ............................................................................ 26
Hình 3.6 Sơ đồ tổng hợp chất VIb ............................................................................ 27
Hình 3.7 Cơ chế phản ứng tạo IV ............................................................................. 34
Hình 3.8 Cơ chế phản ứng khử hóa nhóm nitro thơm bởi tác nhân SnCl2/HCl ....... 35
Hình 3.9 Cơ chế phản ứng tạo VIa ........................................................................... 36
Hình 3.10 Cơ chế phản ứng tạo VIb ......................................................................... 37


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, các nghiên cứu về hợp chất dị vòng ngày càng phát
triển mạnh mẽ, thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Người ta quan tâm đến các
dị vòng không chỉ về những tính chất lí hóa học đặc biệt mà còn về những ứng dụng

quan trọng của chúng trong thực tiễn. Một trong số những dị vòng nhận được sự
quan tâm của nhiều tác giả là dị vòng benzimidazol. Các dẫn xuất chứa dị vòng
benzimidazol đã trở thành đối tượng nghiên cứu hấp dẫn bởi dược tính, hoạt tính sinh
học và ứng dụng của chúng. Một trong những nhóm dẫn chất quan trọng của
benzimidazol là 2-mecaptobenzimidazol (2-MBI). Trong lâm sàng, một số hoạt chất
chứa cấu trúc 2-MBI đã được ứng dụng làm thuốc điều trị bệnh như: triclabendazol
(trị ký sinh trùng), các thuốc ức chế bơm proton H+/K+-ATPase: omeprazol,
lansoprazol, pantoprazol, rabeprazol… Bên cạnh đó nhiều công trình nghiên cứu
trong những thập kỷ gần đây tiếp tục chỉ ra các tác dụng sinh học đa dạng của dẫn
chất 2-MBI, điển hình như tác dụng kháng khuẩn [9], kháng nấm [9], chống virus
[21], gây độc tế bào ung thư [34], chống viêm [22], giảm đau [22], giảm lipid máu và
xơ vữa động mạch [18],…Một trong các nghiên cứu mới đây đã cho thấy những triển
vọng tốt của các dẫn chất của 2,3-dihyrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol, đặc biệt ở
hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn so với 2MBI ban đầu, trong đó dẫn chất 7-amino2,3-dihyrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol đã được chứng minh có hoạt tính kháng
khuẩn tương đương với chất đối chứng[4].Trên cơ sở đó, để góp phần làm phong phú
thêm các nghiên cứu về tổng hợp và thử tác dụng sinh học của nhóm dẫn chất quan
trọng này, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng
sinh học của một số dẫn chất 7-amino-2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1b]thiazol” với mục tiêu:
1 Tổng

hợp

được

hai

dẫn

chất

mới

của

dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol.
2 Thử tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất tổng hợp được.

1

7-amino-2,3-


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOL
1.1.1. Cấu tạo của khung 2-mercaptobenzimidazol
Hợp chất 2-mercaptobenzimidazol (2MBI) có tên khoa học là: 1Hbenzo[d]imidazol-2-thiol, là dẫn chất của dị vòng benzimidazol, cấu tạo bởi khung
benzimidazol liên kết với nhóm thiol (-SH) ở vị trí số 2 (xem hình 1.1).

Hình 1.1CTCT của hợp chất 2-mercaptobenzimidazol (2MBI)
Công thức phân tử: C7H6N2S.
Khối lượng mol: 150,20g [20].
1.1.2. Tính chất lý hóa của 2MBI
1.1.2.1.

Tính chất lý học

- Cảm quan: tinh thể hình phiến mỏng, không màu hoặc màu vàng nhạt.
- Độ tan:
 Tan trong dung dịch acid mạnh và dung dịch kiềm mạnh.
 Tan rất tốt trong DMSO: S ≥ 10 g/100 mL ở 23,5oC [17].

 Tan tốt trong aceton: S=1-5 g/100 mL ở 23,5oC, ethanol: S=0,1-1 g/100 mL
ethanol 95% ở 23,5oC [17].
 Tan được trong dung môi hữu cơ như: methanol, ethyl acetat…
 Tan rất ít trong nước: S < 0,1 g/100 mL ở 23,5oC [17].
- Nhiệt độ nóng chảy: 302,8oC - 303,9oC [20].
1.1.2.2.

Tính chất hóa học

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 [5]:

2


Hình 1.2Hai dạng tồn tại của 2MBI
1.2. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CỦA 2MBI
1.2.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
Benzimidazol có cấu tạo giống nhân purin của vi khuẩn và vi nấm nên có thể
tương tác với acid nucleic và protein của vi khuẩn làm gián đoạn quá trình tổng hợp
chúng [29]. Thực tế cho thấy, các nhóm thế ở vị trí C2 và N1 của khung benzimidazol
tạo ra nhiều dẫn chất có hoạt tính sinh học tốt nên việc thiết kế, tổng hợp, đánh giá
tác dụng của các dẫn chất đang rất được quan tâm [24].
Năm 2013, Sidram A. Nevade và cộng sự đã tổng hợp và thử hoạt tính kháng
khuẩn một số dẫn chất của 2MBI theo sơ đồ sau:

Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất của 2MBI theo nghiên cứu của S. Nevade
Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm được thử nghiệm bằng phương pháp khuếch
tán trên thạch. Kết quả được thể hiện ở bảng 1.1:

3


Bảng 1.1 Đường kính vòng vô khuẩn của các hợp chất từ 3a – 3h
Hợp chất

Đường kính vòng vô khuẩn (mm)
E.Coli

S.Aureus

C.Albicans

1a

15

13

18

1b

13

11

12

1c

17

16

14

1d

12

13

16

1e

13

17

09

1f

10

08

11

1g

08

11

12

1h

12

07

10

Streptomycin

24

25

-

Ketoconazol

-

-

20

Mẫu trắng (DMSO)

-

-

-

Hoạt tính yếu: 6-8 mm; Hoạt tính trung bình: 9-11 mm; Hoạt tính tốt: 12-15 mm
Tác dụng kháng khuẩn được đánh giá trên hai chủng vi khuẩn S. aureus và E.
coli, các hợp chất 1a, 1c, 1e thể hiện hoạt tính khá tốt trong khi các hợp chất 1b, 1f,
1g chỉ có hoạt tính trung bình. Các hợp chất này cũng được thử hoạt tính kháng nấm
với Candida albicans, trong đó 1c, 1b, 1d cho thấy khả năng ức chế khá tốt, đặc
biệt1a thể hiện hoạt tính kháng nấm gần như tương đương so với ketoconazol [22].
Tác giả Nai SeangThaing (năm 2015) [3] và tác giả Nguyễn Văn Thắng (năm
2016) [4] đã nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn của một số dẫn chất
N,S-dialkyl hóa của 2-mercaptobenzimidazol có cấu tạo như sau:

Hình 1.4. CTCT của một số dẫn chất N,S – dialkyl hóa của 2 - MBI
Các dẫn chất 2a, 2b, 2c được đánh giá hoạt tính kháng khuẩn bằng phương
pháp khuếch tán với nồng độ mỗi chất là 100µg/ml, đánh giá trên 5 vi khuẩn

4


Gram(+) và 3 vi khuẩn Gram(-) với chất đối chứng là benzathin penicillin 20 IU/mL

đối với vi khuẩn Gram(+) và streptomycin 20 IU/mL đối với vi khuẩn Gram (-). Kết
quả được ghi lại trong bảng 1.2 dưới đây:
Bảng 1.2 Đường kính vòng vô khuẩn của các dẫn chất 3a, 3b, 3c đối với các chủng
vi khuẩn thử nghiệm

Gram(+)

Gram(-)

Kết quả

3a

S.aureus

±

-

B.cereus

±

-

B.pumilus

±

-

B.subtilis

±

-

S.lutea

±

-

E.coli

±

-

P.Mirabilis

±

-

S.Typhi

±

3b

3c

MC

13,00

12,80

15,83

±0,00

±0,21

± 0,15

-

-

12,70

12,35

15,84

± 1,84

±2,33

±1,64

16,10

11,68

8,46

± 0,00

±0,00

±0,00

11,61

17,30

11,00

± 0,52

±0,38

±0,40

9,63

14,07

15,61

±0,75

±0,81

±0,77

9.78

8,60

9,35

± 1,38

±0,00

±0,49

7,48

10,74

9,41

17,31

±0,19

±3,12

±2,38

±0,27

15,00
±0,00

Kết quả cho thấy các dẫn chất có hoạt tính kháng khuẩn trên 8/9 vi khuẩn thử
trừ chủng B.cereus. Đặc biệt ở hai dẫn chất 2b, 2c thể hiện hoạt tính kháng khuẩn
mạnh hơn trên các chủng S.aureus, B.subtilis, S.lutea, P.Mirabilis so với chất đối
chứng.
1.2.2. Tác dụng diệt ký sinh trùng
Trong số các dẫn chất của 2MBI, triclabendazol là hợp chất đã được sử dụng
trong thực tế lâm sàng làm thuốc điều trị nhiễm sán lá gan và sán lá phổi [30].

5


Hình 1.5CTCT của triclabendazol
Bên cạnh đó, nhiều công trình nghiên cứu khác vẫn tiếp tục tìm kiếm các dẫn
chất mới của 2MBIcó tác dụng diệt ký sinh trùng.
Năm 2014, P. S. Kumar và J. Sahoo đã tổng hợp và thử tác dụng chống giun
sán của một số dẫn chất 2MBI có công thức như sau:

Hình 1.6CTCT của các dẫn chất theo nghiên cứu của P. SKumar và J. Sahoo năm
2014
Các dẫn chất 3a- 3g được thử tác dụng chống giun sán trên Pheretima

posthumousở các nồng độ: 0,1mg/mL, 0,2mg/mL, 0,5mg/mL và 1mg/mL với chất
đối chiếu là albendazol và piperazin. . Kết quả cho thấy các chất 3b, 3c, 3d và 3e có
hoạt tính cao hơn so với các chất còn lại. Các hợp chất có mặt của nhóm thế clo và
nitro ở vị trí o- và p- cho tác dụng tốt nhất [19].
1.2.3. Tác dụng ức chế bơm proton H+/K+-ATPase
Trong số các tác dụng sinh học của dẫn chất của 2MBI, tác dụng ức chế bơm
proton là tác dụng được ứng dụng nhiều nhất trong lâm sang. Năm 1988, hoạt chất
đầu tiên trong nhóm được đưa ra thị trường là omeprazol. Đến nay, nhóm thuốc này
đã được nghiên cứu và phát triển với nhiều hoạt chất khác nhau, đóng vai trò quan
trọng trong điều trị viêm loét dạ dày - tá tràng, hội chứng hồi lưu dạ dày - thực quản,
hội chứng Zollinger – Ellison…

6


Bảng 1.3 CTCT của một số chất ức chế bơm proton H+/K+-ATPase có khung 2MBI

CTCT chung

Nhóm thế

Hoạt chất

R1

R2

R3

R4

Omeprazol

-OCH3

-CH3

-CH3

-CH3

Lansoprazol

-H

-CH3

-CH2CF3

-H

Pantoprazol

-OCHF2

-OCH3

-CH3

-H

Rabeprazol

-H

-CH3

-[CH2]3OCH3

-H

1.2.4. Tác dụng gây độc tế bào ung thư
Năm 2003, M. S. Vedula và cộng sự nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng gây
độc tế bào ung thư của một số dẫn chất styryl sulfon của 2MBI:

Hình 1.7CTCT một số dẫn chất styryl sulfon của 2MBI theo M. S. Vedulavà cộng sự
Nghiên cứu này cho kết quả khả quan ở các dẫn chất thế halogen ở vị trí p- trên
nhân thơm. Đặc biệt là dẫn chất 4d với nhóm bromo ở vị trí p-trên nhân phenyl cho
giá trị

= 8,5 μM và có hoạt tính tốt trên các dòng tế bào ung thư vú (MCF- 7),

ung thư thần kinh (U-251), ung thư buồng trứng (PA1) và ung thư thận (A-498), với
giá trị GI50 lần lượt là 2,0; 0,35; 5,0; 3,0 μM. Ngoài ra, hợp chất 4h cho giá trị GI50<
5 μM đối với nhiều dòng tế bào ung thư và có cả tác dụng ức chế dòng tế bào ung
thư vú kháng doxorubicin (MCF7/ADR) [34].
1.2.5. Các tác dụng khác của dẫn chất 2MBI
Bên cạnh những tác dụng được liệt kê ở trên, rất nhiều công trình nghiên cứuđã
chỉ racác tác dụng khác của các dẫn chất của 2MBI, như tác dụng chống viêm [22],
giảm đau [22], chống virus [21], chống co giật [8], giảm lo âu [30], ức chế enzym

7


COX [23], giảm lipid máu và giảm xơ vữa động mạch [18], ức chế cytocrom P450
[13],... Điều này cho thấy dẫn chất của 2MBI là một nhóm chất có nhiều tác dụng đa
dạng, cần được tiếp tục đi sâu nghiên cứu để tìm kiếm các hợp chất mới có tiềm năng
ứng dụng làm thuốc.
1.3. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP
1.3.1.Tổng hợpkhung 2MBI
1.3.1.1. Tổng hợp từ o-phenylendiamin
Năm 1950, J. A. VanAllan và B. D. Deacon nghiên cứu tổng hợp 2MBI từ ophenylendiamin và kali ethylxanthat trong hỗn hợp dung môi ethanol-nước, phản
ứng được tiến hành tại nhiệt độ sôi của dung môi. Hỗn hợp phản ứng sau đó được tẩy
màu bằng than hoạt tính và acid hóa bằng acid acetic, 2MBI sẽ kết tinh tạo thành
những tinh thể sáng lấp lánh. Phản ứng cho hiệu suất 84,0 – 86,5% với lượng các
chất phản ứng ban đầu là 0,30 mol o-phenylendiamin và 0,33 mol kali ethyl xanthat.

Hình 1.8 Sơ đồ tổng hợp 2MBItheoJ. A. VanAllan và B. D. Deacon từophenylendiamin và kali ethyl xanthat
Kali ethylxanthat có thể được thay bằng hỗn hợp kalihydroxyd và
carbonsulfid.Sản phẩm được kết tinh lại trong ethanol 95% thu được khoảng 90%
sản phẩm với nhiệt độ nóng chảy không đổi[33].

Hình 1.9Sơ đồ tổng hợp 2MBItheoJ. A. VanAllan và B. D. Deacon từophenylendiamin, carbon disulfid và kali hydroxyd
Nghiên cứu của H. Thakuria và G. Das (năm 2008) tiến hành tổng hợp
2MBIvà dẫn chất thông qua phản ứng giữao-phenylendiamin hoặc dẫn chất với
amoni thiocyanat, xúc tác là amoni clorid. Xúc tác và chất phản ứng được nghiền ở
nhiệt độ phòng cho đến khi đồng nhất, sau đó được nung nóng ở 140oC trong 1 - 3

8

giờ.Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp phản ứng được rửa với nước lạnh và sản
phẩm được kết tinh lại trong ethanol [31].

Hình 1.10 Sơ đồ tổng hợp 2MBI từ o-phenylendiamin và amoni thiocyanat
Ngoài ra có thể tổng hợp khung 2MBI từ o-phenylendiamin bằng phản ứng
với thiophosgen trong dung môi cloroform [27] hoặc bằng cách đun chảy với thioure
[12].

Hình 1.11 Sơ đồ tổng hợp 2MBI từ o-phenylendiamin và thiophosgen hoặc thioure
1.3.1.2. Tổng hợp từ dẫn chất của benzimidazol
Năm 1965, D. HarrisonvàJ. T. Ralph đưa ra quy trình tổng hợp2MBI bằng phản
ứng giữa 2-clorobenzimidazol và thioure, tiến hành trong dung môi ethanol tại nhiệt
độ sôi của dung môi [16].

Hình 1.12Cơ chế phản ứng tổng hợp 2MBI theo D. Harrison và J. T. Ralph
Dẫn chất có nhóm thế methyl trên khung 2MBI có thể được tổng hợp từ ceton
tương ứng bằng phản ứng với carbon disulfid, sử dụng xúc tác có tính base [32].
Năm 2013, S. S. Rao và cộng sự nghiên cứu tổng hợp các dẫn chất của 2MBI.
Theo đó, khung 2MBI có thể được tạo thành như sau [25]:

9


Hình 1.13 Sơ đồ tổng hợp 2MBI và dẫn chất theo S. S. Rao và cộng sự
Phương pháp này cho thấy mối liên hệ giữa các tiền chất có thể sử dụng để tổng
hợp 2MBI, đồng thời cũng là một trong số các gợi ý để tổng hợp các dẫn chất thế
chọn lọc vào vị trí nguyên tử nitơ.
1.3.1.3. Tổng hợp từ benzimidazol và lưu huỳnh
Khung 2MBI còn có thể được tổng hợp bằng cách đun chảy benzimidazol với
lưu huỳnhở 210 - 260oC [14].

Hình 1.14 Sơ đồ tổng hợp 2MBI từ benzimidazol và lưu huỳnh
1.3.2.Phản ứng tạo khung 2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol
Phản ứng được tiến hành dựa trên phản ứng N, S-dialkyl hóa giữa 2mercaptobenzimidazol và dẫn xuất 1,2-dihaloethyl. Phản ứng xảy ra theo cơ chế ái
nhân lưỡng phân tử SN2 trong đó có khả năng ái nhân của –SH lớn hơn –NH [7].
Năm 2002, Ki-Whan Chi và cộng sự đã nghiên cứu một số phản ứng giữa
perfluoro-2-methyl-2-pentene với tác nhân 1,3-binucleophilic. Trong đó đã tạo ra
một số dẫn chất chứa khung 2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol [11].

Hình 1.15Cơ chế phản ứng tạo ra dẫn chất chứa khung 2,3dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol theo Ki-Whan Chi và cộng sự

10


Tác giả Nai SeangThaing (năm 2015) [3] và tác giả Nguyễn Văn Thắng (năm
2016) [4]đã nghiên cứu phản ứng giữa 2MBI với 1,2-dicloroethan trong dung môi
isopropanol. Sản phẩm thu được có cảm quan là tinh thể màu trắng hoặc hơi vàng
với hiệu suất 30,51%.

Hình 1.16 Sơ đồ tổng hợp 2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol theo Nai
SeangThaing.
1.3.3 Phản ứng nitro hóa
Nitro hóa là quá trình thế H của hợp chất hữu cơ bằng nhóm nitro (-NO2). Phản
ứng có thể chạy theo các cơ chế như thế ái điện tử (SE) hay thế gốc tác nhân (SR),
phụ thuộc vào bản chất các chất được nitro hóa và điều kiện phản ứng. Có nhiều tác
nhân có thể được sử dụng như dung dịch acid nitric, hỗn hợp sulfonitric… [2].
Năm 2015, tác giả Nguyễn Văn Thắng đã nghiên cứu phản ứng nitro hóa các
dẫn chất 2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol với tác nhân là hỗn hợp sulfonitric. Phản ứng cho hiệu suất từ 9-51% [4].

Hình 1.17 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất nitro hóa của 2,3dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol.

1.3.4. Phản ứng khử hóa
Tùy vào khả năng phản ứng của hợp chất đem khử, có thể sử dụng nhiều tác
nhân khử hóa khác nhau như kim loại trong môi trường acid, kiềm, hỗn hống kim
loại, kim loại kiềm trong alcol…[1].
Năm 2009, Arundathy Nirmalini Pandite và cộng sự đã xây dựng quy trình
tổng hợp pazopanib trong đó có quá trình khử hóa 2,3-dimethyl-6-nitro-2H-indazol
thành 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin bằng tác nhân SnCl2/HCl với hiệu suất cao
(95%) [10].

11


Hình 1.18Sơ đồ tổng hợp 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin theo Arundathyl
Nirmalini Pandite.
Năm 2016, tác giả Nguyễn Văn Thắng đã nghiên cứu thực hiện phản ứng khử
hóa 7-nitro-2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol với tác nhân Na2S2 (Na2S
+S). Phản ứng xảy ra khá dễ dàng với hiệu suất 37,02% [4].

Hình 1.19 Sơ đồ khử hóa 7-nitro-2,3-dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol theo
Nguyễn Văn Thắng
1.3.5. Phản ứng acyl hóa
1.3.5.1. Phản ứng acetyl hóa
Phản ứng acetyl hóa là quá trình thay thế nguyên tử hydro của hợp chất hữu cơ
bằng nhóm acetyl (CH3CO-). Tùy vào khả năng phản ứng của hợp chất, có thể sử
dụng nhiều tác nhân acetyl hóa khác nhau như: anhydrid acid, acid carboxylic,
halogenid acid, ester, amid... Phản ứng này được ứng dụng rộng rãi với nhiều mục
đích khác nhau như tạo nhóm bảo vệ cho một quá trình tổng hợp, tạo hợp chất trung
gian và đặc biệt tạo ra các hợp chất mới. Đặc biệt đã có rất nhiều thuốc được tổng
hợp dựa trên phản ứng acyl hóa như: paracetamol, aspirin, acetanilid, phenacetin [2].

Hình 1.20 Sơ đồ tổng hợp paracetamol từ p-aminophenol và anhydride acetic
1.3.5.2 Phản ứng sulfonamid hóa
Phản ứng sulfonamid hóa là phản ứng thay thế nguyên tử hydro ở nhóm amino
của hợp chất hữu cơ bằng nhóm sulfonyl (R-SO2-). Trên thực tế, phản ứng được ứng

12


dụng nhiều trong các quy trình tổng hợp các thuốc sulfamid kháng khuẩn, ngoài ra
trong hóa học tổng hợp còn hay được sử dụng để bảo vệ nhóm amin.
Năm 2007, Ahmed Kamal và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp các
dẫn chất sulfonamid với tác nhân p-toluenesulfonyl chlorid hoặc methanesulfonyl
chlorid trong môi trường nước ở nhiệt độ phòng, phản ứng cho hiệu suất từ 85-95%
[6].

Hình 1.21 Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất sulfonamid theo Ahmed Kamal

13


CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ THIẾT BỊ
Để thực hiện khóa luận này, chúng tôi đã sử dụng một số dung môi, hóa chất,
dụng cụ và thiết bị của Phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa dược, Bộ môn Công nghiệp
Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội (xem bảng 2.1 và bảng 2.2). Các dung môi, hóa
chất, dụng cụ và thiết bị dùng để xác định cấu trúc bằng phương pháp phổ, thử
nghiệm tác dụng sinh học được đề cập riêng trong phần phương pháp nghiên cứu.
Bảng 2.1 Danh mục các dung môi, hóa chất
STT

Dung môi, hóa chất

Nguồn gốc

1

Acid hydrochloric đặc (36,0 – 38,0%)

Trung Quốc

2

Acid sulfuric đặc (98,0%)

Trung Quốc

3

Acid nitric đặc (95,0%)

Việt Nam

4

Anhydric acetic (99,6%)

Châu Âu

5

Carbon disulfid (99,0%)

Trung Quốc

6

Cloroform (99,8%)

Thái Lan

7

1,2-dicloroethan (99,0%)

Trung Quốc

8

Dicloromethan (99,8%)

Thái Lan

9

Diethyl ether (99,5%)

Trung Quốc

10

Dung dịch amoniac 25%

Việt Nam

11

Ethanol (99,7%)

Trung Quốc

12

Ethyl acetat (99,5%)

Hàn Quốc

13

Isopropanol (99,5%)

Hàn Quốc

14

Kali carbonat (99,8%)

Trung Quốc

15

Kali hydroxyd (96,0%)

Trung Quốc

16

Methanol (99,8%)

Trung Quốc

17

Natri hydrocarbonat (99,5%)

Trung Quốc

18

Natri hydroxyd ( 96,0%)

Trung Quốc

14


19

Natri sulfat khan (99,0%)

Trung Quốc

20

Nước cất

ĐH Dược HN

21

o-Phenylendiamin (98,0%)

Đức (Merck)

22

Tetrahydrofuran (99,8%)

Hàn Quốc

23

Than hoạt

Nhật

24

Thiếc(II) chlorid dihyrat(99,0%)

Trung Quốc

24

Tosyl chlorid(99,5%)

Trung Quốc

Bảng 2.2 Danh mục các dụng cụ, thiết bị
STT

Tên dụng cụ, thiết bị

Xuất xứ

1

Bản mỏng silicagel 60 F254

Đức (Merck)

2

Bình cầu 1 cổ , 2 cổ dung tích 50 mL, 100mL, 250 mL

Đức

4

Bình nhỏ giọt dung tích 100 mL

Đức

5

Bình nón dung tích 100 mL, 250mL

Đức

6

Bình gạn dung tích 250 mL

Đức

7

Bình sắc ký

Trung Quốc

8

Bộ lọc hút chân không Buchner

Trung Quốc

9

Cân kỹ thuật Sartorius BP 2001S

Thụy Sỹ

10

Cốc có mỏ dung tích 100 mL, 250 mL, 500 mL

Đức

11

Đèn tử ngoại

Đức

12

Đèn hồng ngoại

Đức

13

Giấy chỉ thị màu vạn năng

Trung Quốc

14

Giấy lọc

Việt Nam

15

Máy cất quay chân không Buchi R210

Thụy Sỹ

16

Máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ-Melt

Mỹ

17

Máy khuấy từ gia nhiệt IKA

Đức

18

Nhiệt kế thủy ngân

Trung Quốc

19

Ống đong 25 mL, 50 mL, 100 mL

Trung Quốc

20

Pipet chia vạch 1 mL, 2mL, 5 mL, 10 mL

Đức

15


21

Sinh hàn hồi lưu

Đức

22

Tủ sấy Memmert

Đức

2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1. Tổng hợp 2 dẫn chất của 7-amino-2,3-dihyrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol
(VIa, VIb)
2. Kiểm tra độ tinh khiết của các dẫn chất tổng hợp được.
3. Xác định cấu trúc của các dẫn chất tổng hợp được.
4. Thử hoạt tính kháng khuẩn củacác chất VIa, VIb.

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Tổng hợp hóa học


Sử dụng các phương pháp thực nghiệm cơ bản trong hóa học hữu cơ để tổng

hợp các chất dự kiến: phản ứng ngưng tụ N,S-alkyl hóa, nitro hóa, khử hóa, acyl hóa,
trung hòa…(xem hình 2.1)

Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất của 7-amino-2,3dihydrobenzo[4,5]imidazo[2,1-b]thiazol
 Theo dõi tiến triển của phản ứng bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng (SKLM)
thực hiện trên bản mỏng silicagel 60 F254vớicác hệ dung môi khai triển khác
nhau:cloroform :methanol(9:1) -hệ A, dicloromethan:methanol (9:1) -hệ B,(30:1) -hệ

16