Nghiên cứu tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất bis (benzimidazol)

BỘ Y TẾ
TRƯ
TRƯỜNG
ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘ
ỘI
----------

CHHAY SENGHOUR
MÃ SINH VIÊN: 1201510

NGHIÊN CỨU
C
TỔNG HỢP
P VÀ THỬ
TÁC DỤNG
NG KHÁNG KHUẨN,
N, KHÁNG
NẤM
M CỦA
C
MỘT SỐ DẪN CH
CHẤT
BIS(BENZIMIDAZOL)
KHÓA LUẬN
LU
TỐT NGHIỆP DƯỢC
CS
SĨ

HÀ NỘI - 2017

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
----------

CHHAY SENGHOUR
MÃ SINH VIÊN: 1201510

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
TÁC DỤNG KHÁNG KHUẨN, KHÁNG
NẤM CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
BIS(BENZIMIDAZOL)
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:
ThS. Nguyễn Văn Giang
Nơi thực hiện:
Bộ môn Công Nghiệp Dược
Trường Đại học Dược Hà Nội

HÀ NỘI – 2017


LỜI CẢM ƠN
Trải qua thời gian dài làm việc tại phòng nghiên cứu Tổng hợp Hóa Dược,
Trường Đại học Dược Hà Nội, với sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo và bạn bè,
tôi đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp “ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
TÁC DỤNG KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT
BIS(BENZIMIDAZOL) ”
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến ThS. Nguyễn Văn Giang đã trực

tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên
cứu tại phòng thí nghiệm Tổng Hợp Hóa Dược-Bộ môn Công Nghiệp Dược.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện
và TS. Nguyễn Văn Hải, hai thầy đã luôn quan tâm sát sao và có những hướng
dẫn quan trọng trong suốt quá trình làm nghiên cứu tại bộ môn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ths. Phạm Thị Hiền, ThS. Đào Nguyệt Sương
Huyền vì đã nhiệt tình giúp đỡ,tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện khóa luận tôi cũng đã nhận được nhiều sự giúp đỡ từ
các anh chị bên Viện Công Nghệ Dược Phẩm Quốc Gia, Khoa Hóa học - Trường
Đại học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội và Phòng Công Nghệ Sinh học, Viện
Hàn Lâm Khoa Học và Công nghệ Sinh học Việt Nam, cùng toàn thể các thầy giáo
cô giáo đã dạy dỗ tôi trong suốt 5 năm học vừa qua.
Tôi xin cảm ơn đến bố mẹ, anh chị, bạn bè và đặc biệt là các bạn cùng nghiên
cứu tại phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa Dược – Bộ môn Công Nghiệp Dược
đã gắn bó, động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu này.

Hà Nội, ngày 16 tháng 5 năm 2017
Sinh Viên

CHHAY SENGHOUR


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ 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 về benzimidazol ................................................................................ 2

1.2. Tổng quan về tác dụng sinh học của các dẫn chất (benzimidazol ) ............... 3
1.2.1. Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm .......................................................... 3
1.2.2. Tác dụng giảm đau, chống viêm ............................................................... 4
1.2.3. Tác dụng trên ký sinh trùng ...................................................................... 5
1.2.4. Tác dụng ức chế bơm proton .................................................................. 5
1.2.5 Tác dụng gấy độc tế bào ung thư .............................................................. 7
1.2.6. Tác dụng khác của dẫn chất benzimidazol ............................................... 8
1.3. Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất bis(benzimidazol) .............................. 10
1.3.1. Phản ứng đóng vòng benzimidazol ......................................................... 10
1.3.2. Phản ứng S-alkyl hóa .............................................................................. 12
1.3.3. Lựa chọn hướng tổng hợp và thử tác dụng sinh học cho đề tài .............. 12
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 13
2.1. Nguyên liệu và thiết bị ..................................................................................... 13
2.2. Nội dung nghiên cứu tổng hợp 4 dẫn chất bis(benzimidazol)…..……...….15
2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 17
2.3.1. Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết........................................... 17
2.3.2. Xác định cấu trúc .................................................................................... 17
2.3.3. Thử tác dụng sinh học……..……………………………..……………18
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BẢN LUẬN………………….21
3.1. Tổng hợp hóa học ............................................................................................. 21


3.1.1. Tổng hợp 2-(cloromethyl)-1H-benzo[d]imidazol (I). ............................ 22
3.1.2. Nitro hóa 2-Cloromethyl -1H-benzo[d]imidazol (II). ............................ 22
3.1.3. Tổng hợp 2-((( 1H-benzo[d]imidazol-2-yl) methyl) thio)- 1H- benzo[d]
imidazol(Ia) ………………………………………………………... .............. 23
3.1.4. Tổng hợp 2-(((1H-benzo[d]imidazol-2-yl)methyl)thio)-5-methyl-1Hbenzo[d]imidazol(Ib). ....................................................................................... 24
3.1.5. Tổng hợp 2-((( 1H-benzo[d]imidazol-2-yl)methyl) thio)-5-nitro-1Hbenzo[d]imidazol (IIa) ...................................................................................... 25
3.1.6. Tổng hợp 5-methyl-2-((( 1H-benzo[d]imidazol-2-yl)methyl) thio)-5nitro-1H-benzo[d]imidazol (IIb). ..................................................................... 26

3.2. Kiểm tra độ tinh khiết của dẫn chất đã tổng hợp được................................ 27
3.2.1. Xác định SKLM……………………...………...…………….…..........27
3.2.2. Xác định nhiệt độ nóng chảy……………………………...…...………27
3.3. Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được ............................................. 28
3.3.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) .................................................. 28
3.3.2. 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) ............ 32
3.4. Thử tác dụng sinh học...................................................................................... 33
3.5. Bàn luận ............................................................................................................ 34
3.5.1. Về tổng hợp hóa học.............................................................................. 34
3.5.2. Về cấu trúc phân tử................................................................................ 36
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 40


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu, viết tắt
1

H-NMR

Chú thích
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic
resonance)

AcOH

Acid acetic

EtOAc

Ethyl Acetat

CTCT

Công thức cấu tạo

CTPT

Công thức phân tử

13

C-NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon (Carbon nuclear magnetic
resonance)

DM

Dung môi

DMF

Dimethyl formamid

DMSO

Dimethyl sulfoxid

ECA

Ethylcloroacetat

EtOH

Ethanol

G

Gam

GP

Phần trăm tăng trưởng (Growth percent)

GI50

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

H

Hiệu suất
Giờ

h
IC50

Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Half maximal inhibitory
concentration)

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)

2-MBI

2-Mercapto-benzimidazol

MeOH

Methanol

MIC

Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory concentration)

MS

Phổ khối (Mass spectrometry)

m/z

Tỷ số giữa khối lượng và điện tích của các ion


n-BuOH

n-Butanol

Rf

Hệ số lưu giữ (Retention factor)

S

Độ tan

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

STT

Số thứ tự

To

Nhiệt độ

Tonc

Nhiệt độ nóng chảy

VK

Vi khuẩn

VSV

Vi sinh vật

δ

Độ chuyển dịch hóa học


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Bảng

Trang

Bảng1.1 Các dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1H-benzo[d]imidazol

5

Bảng1.2 Các thuốc ức chế bơm proton

6

Bảng1.3 IC50 (mM) của các hợp chất trên dòng tế bào HEPG2 và PC12

9

Bảng2.1 Danh mục các dung môi, hóa chất

13

Bảng2.2 Danh mục các thiết bị, dụng cụ

14

Bảng2.3 Công thức các chất dự kiến tổng hợp được

16

Bảng3.1 Kết quả tổng hợp hóa học

27

Bảng3.2

Giá trị Rf và nhiệt độ nóng chảy (tonc)của 6 chất tron nghiên
cứu

28

Bảng3.3 Kết quả phân tích phổ hông ngoại( IR) của Ia, Ib, IIa, IIb

28

Bảng3.4 Kết quả phân tích phổ khối lượng của Ia, Ib, IIa, IIb

29

Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1HBảng3.5

NMR) của 5 chất Ia, Ib, II, IIa, IIb

Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (13C-NMR) của

Bảng3.6

3 chất Ia, II, IIa.

Bảng3.7 Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn

30

32
33


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT

Hình vẽ

Trang

Hình1.1

Cấu trúc vòng 1H-benzo[d]imidazol

2

Hình1.2

Một số thuốc được tổng hợp là dẫn chất của benzimidazol

2

Hình1.3

Công thức các chất theo nghiên cứu PANNEER SELVAM

3

Hình1.4

Phản ứng tổng hợp các chất theo nghiên cứu C.S Kavitha

4

Hình1.5

Công thức một số dẫn chất theo nghiên cứu C.S Kavitha

4

Công thức chung các dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1HHình1.6
Hình1.7

benzo[d]imidazol
Công thức của thuốc ức chế bơm proton
Công thức các chất theo nghiên cứu của Avinash Patil và

Hình1.8

Hình1.9

Hình1.10

cộng sự .
Công thức các chất theo nghiên cứu Seref Demirayak và
cộng sư.
Công thức chung của 9 chất và gắn kết của nó nó vào rãnh
AND

5
6
7

7

8

Hình1.11

Các dẫn chất trong nghiên cứu của Z.M. Nofal

9

Hình1.12

O-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic.

10

Hình1.13

Hình1.14

Hình1.15

Phản ứng với các nitronil theo nghiên cứu của Leonard và
cộng sự.
Phản ứng với aldehyd theo nghiên cứu của Vyankat A. S
và cộng sự
Sơ đồ tổng hợp 2-alkyl và 2- arylbenzimidazol theo
phương pháp vi sóng

11

11

11

Hình1.16

Sơ đồ phản ứng S-alkyl hóa của dẫn chất benzimidazol

12

Hình 3.1

Sơ đồ tổng hợp một số dẫn chất Bis(benzimidazol)

21

Hình 3.2

Sơ đồ tổng hợp 2-(cloromethyl)-1H-benzo[d]imidazol

21

Hình 3.3

Sơ đồ tổng hợp 2-(cloromethyl)-5-nitro-1H-benzo[d]

22


imidazol
Sơ đồ tổng hợp 2-(((1H-benzo[d]imidazol-2-yl)methyl)
Hình 3.4

thio)-1H-benzo[d]imidazol
Sơ đồ tổng hợp 2-(((1H-benzo[d]imidazol-2-yl)methyl)

Hình 3.5

Hình3.6

Hình3.7

Hình3.8

thio)-5-methyl-1H-benzo[d]imidazol

Sơ đồ tổng hợp 2-(((1H-benzo[d]imidazol-2-yl)methyl)
thio)-5-nitro-1H-benzo[d]imidazol
Sơ đồ tổng hợp 5-methyl-2-(((1H-benzo[d]imidazol-2-yl)
methyl)thio)-5-nitro-1H-benzo[d]imidazol
Cơ chế phản ứng ngưng tụ giữa o-phenylendiamin với
acid cloroacetic

23

24

25

26

34


ĐẶT VẤN ĐỀ

Xã hội phát triển, con người ngày càng quan tâm đến vấn đề chăm sóc sức
khỏe thì vai trò của ngành y dược ngày càng trở nên quan trọng trong đời sống, nhu
cầu sử dụng thuốc trong phòng ngừa và chữa trị ngày càng lớn. Là một nước đang
phát triển, Việt Nam tuy đã đạt được nhiều thành tựu tích cực trong cải thiện việc
khám chữa bệnh cho người dân, nhưng vẫn còn gặp phải nhiều khó khăn, mức sống
bình quân thấp, khả năng chi trả cho y tế còn hạn chế, trong khi giá thuốc nhập khẩu
lại cao gấp hàng chục lần so với mặt bằng chung ở trong nước. Tất cả những điều
này đòi hỏi ngành Dược trong nước phải tự mình sản xuất và cung ứng các loại
thuốc mới để hạ giá thành sản phẩm, nâng cao chất lượng chữa bệnh cho người dân.
Vì vậy, việc tìm kiếm thuốc mới là rất cần thiết. Hướng nghiên cứu và phát triển

thuốc mới dựa vào thuốc sẵn có hoặc các chất có tác dụng sinh học đang chiếm một
tỉ lệ chủ yếu trong ngành tổng hợp hóa dược.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất benzimidazol là nhóm hợp
chất dị vòng có tác dụng sinh học rất đa dạng như: tác dụng kháng nấm, kháng
khuẩn, kháng tế bào ung thư, kháng viêm, tác dụng hạ huyết áp [20], chống co giật
[27] và chống virus [15, 28, 32].
Với những triển vọng khả quan đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất
bis(benzimidazol)” với các mục tiêu sau:
1. Tổng hợp được một số dẫn chất bis(benzimidazol).
2. Thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của các chất tổng hợp được.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 . Khái quát về benzimidazol
Benzimidazoll là một
m hợp chất hữu cơ thơm dị vòng. Nó là m
một dị vòng mang
dược tính quan trọng
ng và có cấu
c trúc đặc biệt trong hóa dượ
ợc. Hợp chất này là
bicyclic trong tự nhiên trong đó bao gồm
g
sự hợp nhất củaa nhân benzen và nhân
imidazol.
4

3

N

5

2
6

N1
H

7

Hình 1.1.
1. Cấu trúc vòng 1H-benzo[d]imidazol
benzo[d]imidazol
Hợp chấtt benzimidazol nổi
n bật nhất trong tự nhiên là N-ribosyldimethyl
benzimidazol, mà đượ
ợc dùng như một phối tử cho cơ bảnn Vitamin B12. Dị vòng
benzimidazol đãã thu hút sự
s nghiên cứu của nhiều nhà khoa họcc trên th
thể giới để đánh
giá tiềm năng trị bệnh
nh của
c nó. Vì vậy benzimidazol là hạtt nhân có vai trò quan tr
trọng
trong quá trình
nh phát triển

tri thuốc [30].
Do sự tương đồng
đ
với cấu trúc của purin, khả năng kháng khu
khuẩn của
benzimidazol được giảải thích bởi sự cạnh tranh với purin, kếtt qu
quả là ức chế sự tổng
hợp
p acid nucleic và protein của
c vi khuẩn.
BENZIMIDAZOL

Thuốc kháng
Histamin

Thuốc ứcchế
Thu
bơm Proton

Thuốc trợ
tim

Thuốc trị
giun sán

Pimobenden
Artemizol

Omeprazol

Thuốc kháng
virus
Lobendazol

Lansoprazol

Mebendazol

Pantoprazol

Oxibendazol

Raheprazol

Oxfendazol

2


Hình 1.2. Một số thuốc đã được tổng hợp là dẫn chất của benzimidazol.
1.2 . Tổng quan về tác dụng sinh học của các dẫn chất benzimidazol
1.2.1

Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm
Tham khảo các tài liệu cho thấy trong các dẫn chất benzimidazol thì các dẫn

chất được thế ở vị trí C2 cho tác dụng mạnh hơn, do vậy các nghiên cứu, thiết kế và
tổng hợp dẫn chất benzimidazol thường hướng tới thế ở vị trí C2 [16].
Năm 2011, Panneer Selvam cùng các cộng sự nghiên cứu tổng hợp dẫn chất
benzimidazol với các nhóm thế ở vị trí C2. Các hợp chất này được thử tác dụng trên

các vi khuẩn: Staphylococus aureus ACTT 9144, Staphylococus epidermidis ACTT
155, Klebsiella pneumoniae ACTT 29665, Escherichia coli ACTT 25922 và vi nấm
Candida albicans ACTT 2091, Aspergilus niger ACTT 9029 bằng phương pháp
khuếch tán trên thạch, nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) được xác định bằng phương
pháp pha loãng trên thạch nhiều lần liên tiếp. Kết quả tất cả các hợp chất đều có tác
dụng ức chế với các VSV thử nghiệm. Đặc biệt, hợp chất 1a có hoạt tính kháng
VSV tốt nhất, MIC trên các chủng E.coli, K.pneumoniae, S.aureus, S.epidermidis,
C.albicans và A.niger lần lượt là:15, 17, 19, 9, 11 và 15 µg/ml [25].

Hình 1.3. Công thức các chất theo nghiên cứu của Panneer Selvam
Vi ống là bào quan có mặt trong tất cả các tế bào nhân thật và đóng một vai
trò quan trọng vì đây là một thành phần không thể thiếu trong quá trình nguyên
phân của tế bào. Các dẫn chất của benzimidazol có phổ kháng nấm tương đối rộng,
nó thể hiện tác dụng này do nó ngăn cản quá trình trùng hợp của 2 tiểu phân αtubulin và β-tubulin làm gián đoạn chức năng của vi ống trong các tế bào nhân thực
của các vi sinh vật như: nấm, động vật nguyên sinh, giun sán [19]. Năm 2005, G.
Hakan cùng cộng sự đã tiến hành tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn in vitro
3


trên các chủng vi khuẩn S. aureus và S. aureus kháng methicilin (MRSA), E. coli,
E. faecalis, kháng nấm C. albicans của 22 dẫn chất 1,2 của 1H-benzimidazol-Nalkyl-5-carboxamidin. Kết quả cho thấy hợp chất 1-(2,4-diclorobenzyl)-2(3,4diclorophenyl)-N-(2-diethylaminoethyl)-1H-benzimidazol-5-carboxamidin (2a) có
hoạt tính kháng khuẩn khá mạnh, với MIC= 3,12 mg/ml đối với S. aureus và có tác
dụng tốt trên E. coli, E. faecalis, C. albican, MRSA [17].

1.2.2. Tác dụng giảm đau, chống viêm
Năm 2010, C. S. Kavitha cùng các cộng sự đã tổng hợp một loạt các dẫn chất
của 2-methylaminobenzimidazol bằng phản ứng của 2-(cloromethyl)-1Hbenzo[d]midazol với các amin thơm bậc nhất.

Hình 1.4. Phản ứng tổng hợp các chất theo nghiên cứu C. S. Kavitha
Các chất tổng hợp được sàng lọc tác dụng giảm đau, chống viêm do acid

acetic gây ra đau trên chuột nhắt và carrageenan gây ra viêm ở chân chuột. Các hợp
chất 2b và 2c cho tác dụng giảm đau mạnh (89% ở liều 100 mg/kg thể trọng) và
chống viêm tốt (100% ở liều 100 mg/kg thể trọng), tác dụng giảm đau được so với
thuốc đối chiếu nimesulid (100% ở mức 50 mg/kg thể trọng). Các hợp chất khác
cho thấy tác dụng giảm đau và các hoạt động chống viêm tốt [10].

Hình 1.5. Công thức một số chất theo nghiên cứu C. S. Kavitha

4


1.2.3. Tác dụng trên ký sinh trùng
Các thuốc chứa nhân benzimidazol được dùng rộng rãi trong phòng và điều
trị nhiễm ký sinh trùng, các hợp chất đang được dùng trên thị trường như:
parbendazol (PAR), cambendazol (CAM), mebendazol (MBZ) và oxibendazol
(OXI). Các hợp chất này được đặc trưng bởi hiệu quả điều trị cao và độc tính thấp.
Tuy nhiên, chúng ít được sử dụng trong điều trị nhiễm ký sinh trùng nội mô do khả
năng hòa tan và hấp thu kém [12].
Một loạt các dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1H-benzo[d]midazol (3a-3i) đã
được tổng hợp bằng cách ngưng tụ các dẫn chất của 1,2-phenylendiamin và acid
trifluoroacetic. Các chất tổng hợp được thử tác dụng chống các loại đơn bào ký sinh
như: Giardia intestinalis, Entamoeba histolytica, Trichomonas vaginalis và
Leishmania meixicana. Kết quả cho thấy, các dẫn chất này đều có tác dụng trên ba
ký sinh trùng Giardia intestinalis, Entamoeba histolytica,Trichomonas vaginalis.
Các dẫn chất này cũng được mang thử in vitro và in vivo diệt giun xoắn.
Các hợp chất 3b, 3c, 3e diệt được tất cả các ký sinh trùng gây bệnh khi thử in
vitro. Khi thử in vivo diệt giun xoắn, ở giai đoạn giun trưởng thành dẫn chất 3b, 3e
cho tác dụng cao nhất (liều thử 75 mg/kg). Tuy nhiên ở giai đoạn ấu trùng chỉ chất
3f thể hiện tác dụng diệt ký sinh trùng [18].

Hình 1.6. Công thức chung dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1H-benzo[d]imidazol
Bảng 1.1. Các dẫn chất của 2-(trifluoromethyl)-1H-benzo[d]imidazol
3a

3b

3c

3d

3e

3f

3g

3h

3i

R1

*

*

H

*

**

**

Cl

Cl

Cl

R2

H

H

*

Cl

Cl

Cl

**

Cl

H

R3

H

CH3

CH3

H

H

CH3

CH3

H

CH3

*: 2,3-diclorophenoxy
** : 1-naphthyloxy
5


1.2.4 Tác dụng ức chế bơm proton
Trong những năm gần đây, loét dạ dày–tá tràng đã trở thành một căn bệnh
khá phổ biến. Nhóm thuốc ức chế proton cho hiệu quả điều trị tốt. Hiện nay, có năm
chất được dùng với tác dụng này là: omeprazol, esomeprazol, lansoprazol,
pantoprazol, rabenprazol. Chúng ức chế không thuận nghịch enzym H+/K+-ATPase

nên thời gian tác dụng rất lâu (72-96 giờ). Thuốc bắt đầu có tác dụng sau khi uống
từ 1-6h, thời gian bán thải khoảng 18 h. Về cấu trúc hóa học, các thuốc ức chế bơm
proton là dẫn chất của benzimidazol, ở vị trí số 2 gắn nhóm thế 2pyridinmethylsulfinyl nhưng khác nhau ở nhóm thế gắn vào các vị trí R1, R1’, R2’,
R3’.

Hình 1.7. Công thức chung của các thuốc ức chế bơm proton.
Bảng 1.2. Các thuốc ức chế bơm proton
Hoạt chất
Omeprazol

R1

R1’

R2 ’

R3 ’

-OCH3

-CH3

-OCH3

-CH3

Esomeprazol -OCH3

-CH3

-OCH3

-CH3

Lansoprazol

-CH3

-OCH2CF3

-OCH3

-OCH3

Pantoprazol
Rabeprazol

-OCHF2

-CH3

-OCH2CH2CH2OCH3

Năm 2002, một loạt các dẫn chất của 2-[5-alkyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl
sulfinyl]methyl-3-alkylquinazolin-4-(3H) được Avinash Patil và các cộng sự tổng
hợp và thử tác dụng chống viêm loét dạ dày. Kết quả, các hợp chất 4k và 4n cho
hiệu quả tốt nhất và tương tự như khi dùng omeprazol ở liều thử 10 và 20 mg/kg.
Hợp chất 4a, 4d, 4i, 4l và 4o cho thấy tác dụng vừa phải ở liều tương tự. Các hợp
chất 4i, 4k, 4n tại liều 20 mg/kg cho thấy giảm được loét. Hầu hết các hợp chất 4d,
6

4i, 4l, 4n và 4o ở liều 10 mg/kg và hợp chất 4i, 4k, 4n, 4o và 4l ở liều 20 mg/kg đều
có tác dụng ức chế tiết acid [9].

Hình 1.8. Công thức các dẫn chất theo nghiên cứu của Avinash Patil và cộng sự.
1.2.5 Tác dụng gấy độc tế bào ung thư
Năm 2010 Seref Demirayak cùng các cộng sự đã tổng hợp thành công các dẫn
chất của 1,3-diarylpyrazinobenzimidazol và thử tác dụng gây độc tế bào ung thư.
Theo đó, các dẫn chất của 2-aryloybenzimidazol phản ứng với 2-bromoacetophenon
trong aceton thu được 1-(2-aryl-2-oxyethyl)-2-aryloybenzimidazol (5a-5o). Các
chất tổng hợp được tiếp tục cho phản ứng với amoni acetat trong acid acetic thu
được các hợp chất 6a-6o. Các chất tổng hợp được được thử hoạt tính gây độc tế
bào, một số các hợp chất có tác dụng chống ung thư đáng chú ý [13].

Hình 1.9. Công thức các chất theo nghiên cứu Seref Demirayak và cộng sự

7


Wang Xiu-Jun
Jun cùng các cộng
c
sự đã thiết kế và tổng hợpp m
một loạt các dẫn xuất
bis(benzimidazol). Các chất
ch này được mang thử in vitro, tác ddụng gây độc tế bào
ung thư, kết quả các chất
ch này đều thể hiện tác dụng gây độc tế bào ung thư trên các
dòng tế bào ung thư đã

đ chọn. Trong số đó, hợp chất 7 có tác dụụng tốt nhất trên các
dòng tế bào ung thư, giá trị
tr IC50 của nó là 5,95 mmol/l (dòng tế bào khối u đơn nhân
(U937)) và 5,58 mmol/L (tế
(t bào ung thư cổ tử cung (HeLa)). Sử
ử dụng phương pháp
huỳnh quang và UV-VIS
VIS cho thấy
th hợp chất 7 có thể gắn kếtt vào các rãnh nh
nhỏ của
ADN [31].

Hình 1.10.. Công thức chất 7 và cách gắn kết củaa nó vào các rãnh ADN.
1.2.6 Tác dụng
ng khác của
c dẫn chất benzimidazol
Năm 2011, Z.M. Nofal cùng cộng
c
sự đã tổng hợp đượcc 1 dãy các ddẫn chất
của 1-(1H-benzimidazol
benzimidazol-2-yl)-3-R-2-propen-1-on và thử hoạtt tính ch
chống ung thư
trên HEPG2 (dòng tếế bào ung thư biểu mô gan), PC12 (tế bào ttủy thượng thận
chuột). Dưới đây là mộột số dẫn chất thuộc nhóm này:

8


Hình 1.11. Các dẫn chất trong nghiên cứu của Z.M. Nofal
Kết quả nghiên cứu tác dụng in vitro của các hợp chất 8÷13 ức chế sự phát

triển của 2 dòng tế bào ung thư người được trình bày ở bảng 1.3. Nghiên cứu cho
thấy, chất 9 có triển vọng tác dụng cao đối với cả PC12 (IC50= 2,4mM) và HEPG2
(IC50= 0,268mM), trong khi chất 8a, 8b, 12, 13 chỉ hoạt động duy nhất trên tế bào
PC12 và có hoạt tính in vitro yếu chống lại HEPG2 ở nồng độ thấp. Nghiên cứu
cũng chỉ ra α,β-ceton không no ở 8a là yếu tố tích cực nhất chống lại dòng tế bào
PC12 (IC50= 0,103 mM), dẫn xuất isoxazol 9 của nó cho hoạt động kép trên cả 2
dòng tế bào này. Các dẫn xuất acetohydrazid có hoạt tính rõ ràng trên dòng PC12 và
hoạt tính yếu trên HEPG2, trong đó 13 cho thấy hoạt tính rõ ràng nhất trên PC12
(IC50= 0,251mM) do có sự hiện diện của lưu huỳnh trong chuỗi đính kèm bên [24].
Bảng 1.3. IC50(mM) của các hợp chất trên dòng tế bào HEPG2 và PC12
Hợp chất

IC50(mM)
HEPG2-24h

PC12-24h

8a

>30 mM

0,103 mM

8b

>30 mM

5mM

9

2,4 mM

0,268 mM

10

>30mM

18 mM

11

>30 mM

3 mM

12

>30 mM

0,954 mM

13

>30 mM

0,251 mM
9

1.3. Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất bis(benzimidazol)
1.3.1. Phản ứng đóng vòng benzimidazol
Có nhiều phương pháp khác nhau để tạo vòng benzimidazol. Phần lớn tác giả đi
từ nguyên liệu o-phenylendiamin và dẫn chất. Sau đây là một số cách tạo vòng
benzimidazol từ o-phenylendiamin: Đóng vòng tạo nhân 1H-benzo[d]imidazol và
các dẫn chất.
Nghiên cứu cho thấy hầu hết các phương pháp tổng hợp 1H-benzo[d]imidazol
và dẫn chất đều đi từ benzen với các nhóm thế của N ở vị trí ortho với nhau.

 Đi từ o-phenylendiamin
Phản ứng với acid carboxylic và các dẫn xuất: tổng hợp benzimidazol và các
dẫn chất của nó thường đi từ nguyên liệu o-phenylendiamin. Hầu hết các acid
carboxylic đều phản ứng với o-phenylendiamin cho các dẫn chất 1Hbenzo[d]imidazol tại vị trí C2 với hiệu suất rất tốt. Hơn nữa, o-phenylendiamin
cũng phản ứng được với các dẫn xuất của acid carboxylic như các anhydrid, ester,
amid… để tạo các hợp chất tương ứng [22].

Hình1.12. O-phenylendiamin ngưng tụ với acid carboxylic.
Phản ứng với các nitril: Sử dụng phương pháp của Leonard cùng cộng sự để
tạo ra dẫn chất 2-nitrobenzimidazol với hiệu suất cao. Phản ứng được thực hiện
bằng cách trộn một tỷ lệ thích hợp các chất phản ứng trong môi trường ethanolH2O, đun nóng ở nhiệt độ 70°C trong vòng 1h [22].

10


Hình1.13. phản ứng với các nitronil theo nghiên cứu của Leonard và công sự.
Phản ứng với các aldehyd: Phản ứng giữa o-phenylendiamin và các aldehyd
cần có chất oxy hóa làm xúc tác, các chất oxy hóa thường dùng như: nitrobenzen,
MnO2, KHSO3, benzoquinon, natri metasulfid, thủy ngân(I) oxyd, Cu (II) acetat
[14].

Năm 2013, Vyankat A. S và cộng sự đã nghiên cứu hiệu suất phản ứng với
chất xúc tác cụ thể là silica- acid periodic, với những ưu điểm vượt trội như cho
hiệu suất cao, phản ứng diễn ra nhanh và không gây ô nhiễm môi trường [27].

Hình1.14. phản ứng với aldehyd theo nghiên cứu của Vyankat A. S và cộng sự
Ngoài những hợp chất đã nêu, o-phenylendiamin còn phản ứng với rất nhiều
các tác nhân khác nhau để tạo dẫn chất 1H-benzo[d]imidazol, có thể kể đến như:
ceton, imino-ether và imino-thioether, amid và guanid, ure, carbon disulfid,
thiophosgen, 2-aminobenzimidazol…[25].
Từ năm 1995, nhiều dẫn chất benzimidazol đã được tổng hợp theo công nghệ
vi sóng. Năm 2007, Dubey và Moorthy đã tổng hợp các chất 2-alkyl và 2arylbenzimidazol theo phương pháp này. Thời gian phản ứng giảm đến phút, hiệu
suất tăng 10-50% so với phương pháp trước đây [14].

R= H, CH3, C6H5, 4-NH2C6H4, 4-ClC6H4
Hình 1.15. Sơ đồ tổng hợp 2-alkyl và 2-arylbenzimidazol sử dụng vi sóng

11


1.3.2. Phản ứng S-alkyl hóa
Phản ứng S-alkyl hóa thường được tiến hành bằng cách cho các dẫn chất
thiol tác dụng với các dẫn chất của halogen và thực hiện trong môi trường khan của
dung môi như sau: acetonitril, ethyl acetat, ethanol 96%...với sự có mặt của xúc tác
như: KI, NaOH, 2-MBI, 5-methyl-2-MBI....
 Sơ đồ phản ứng như sau:

Hình 1.16. Sơ đồ phản ứng S-alkyl hóa của dẫn chất bis(benzimidazol).
1.3.3. Lựa chọn hướng tổng hợp và thử tác dụng sinh học cho đề tài
Thông qua các tài liệu tham khảo được, chúng tôi nhận thấy rằng các dẫn chất
1H-benzo[d]imidazol có nhiều tác dụng sinh học như kháng khuẩn, kháng nấm,

chống ung thư, chống viêm, chống oxy hóa , giảm đau.…...,Tiếp nối các nghiên cứu
đó, chúng tôi dự kiến tổng hợp một số dẫn chất lai hóa của 1H-benzo[d]imidazol và
thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của chúng.

12

.


CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu và thiết bị
Khóa luận đã sử dụng một số hóa chất, dung môi và thiết bị của phòng thí nghiệm
Tổng hợp Hóa Dược – Bộ môn Công Nghiệp Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội
Bảng 2.1. Danh mục các dung môi, hóa chất
STT

Dung môi, hóa chất

Nguồn gốc

1

Aceton

Trung Quốc

2

Acetonitril

Trung Quốc

3

Acid cloroacetic

Trung Quốc

4

Acid formic

Trung Quốc

5

Acid hydrocloric đặc (36-38%)

Trung Quốc

6

Acid nitric

Trung Quốc

7

Acid sulfuric đặc

Trung Quốc

8

Dung dịch amoniac 25%

9

Cloroform

Merck-Đức

10

Dicloromethan

Trung Quốc

11

Ethanol 96%

Việt Nam

12

Ethyl acetat

Trung Quốc

13

Kali iodid

Trung Quốc

14

Methanol

Trung Quốc

15

Natri hydroxyd

Trung Quốc

16

Nước cất

17

o-Phenylendiamin

Việt Nam

Việt Nam

Merck-Đức

Bảng 2.2. Danh mục các thiết bị, dụng cụ
STT

Tên dụng cụ, thiết bị

Xuất xứ

1

Bản mỏng silicagel 60 F254

Merck-Đức

2

Bình cầu 1 cổ 100mL, 250mL

Merck-Đức

13


3

Bình cầu 2 cổ 100mL, 250mL

Merck-Đức

4

Bình chiết 125mL, 250mL, 500mL

Trung Quốc

5

Bình hút ẩm có chứa H2SO4

Trung Quốc

6

Bộ lọc hút chân không

Trung Quốc

7

Cân kỹ thuật Sartorius BP 2001S, độ nhạy 10-2

Thụy Sỹ

8

Cốc có mỏ 50mL, 100mL, 250mL,500mL

Merck-Đức

9

Đèn tử ngoại

Đức

10

Đĩa petri

Trung Quốc

11

Giấy lọc

Việt Nam

12

Máy cất quay chân không Buchi R210

Thụy Sỹ

13

Máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ-Melt

Mỹ

14

Máy khuấy từ gia nhiệt IKA

Merck-Đức

15

Nhiệt kế thủy ngân

Trung Quốc

16

Ống đong 10mL, 25mL, 50mL

Trung Quốc

17

Pipet chia vạch 1mL, 5mL, 10mL

Merck-Đức

18

Sinh hàn hồi lưu

Merck-Đức

19

Tủ sấy Memmert

Đức

14


2.2. Nội dung nghiên cứu
Tổng hợp các dẫn chấ trung gian và sản phẩm bis(benzimidazol) từ ophenylendiamin theo sơ đồ như sau:

Công thức các chất dự kiến tổng hợp được trình bày ở bảng 2.3.

15