ĐINH văn hào TỔNG hợp và THỬ tác DỤNG KHÁNG KHUẨN một số dẫn CHẤT SULFONAMID của INDOLIN 2 ON

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

ĐINH VĂN HÀO

TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
KHÁNG KHUẨN MỘT SỐ DẪN CHẤT
SULFONAMID CỦA INDOLIN-2-ON

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2019


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

ĐINH VĂN HÀO
MÃ SINH VIÊN: 1401173

TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG
KHÁNG KHUẨN MỘT SỐ DẪN CHẤT
SULFONAMID CỦA INDOLIN-2-ON

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn:
NCS. Đào Nguyệt Sương Huyền
Nơi thực hiện:
Bộ môn Công nghiệp Dược

Trường Đại học Dược Hà Nội

HÀ NỘI - 2019


Lời cảm ơn
Sau một thời gian với sự nỗ lực và lòng quyết tâm cao nhất, tôi đã hoàn thành
khóa luận dược sĩ mang tên “ Tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn một số dẫn
chất sulfonamid của indolin”. Đó là công trình không chỉ của riêng tôi mà còn là sự
chăm lo, giúp sức của các thầy, cô, bạn bè tại bộ môn Công nghiệp Dược, trường Đại
học Dược Hà Nội. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến giảng viên của tôi
- NCS. Đào Nguyệt Sương Huyền - người phụ trách chính của đề tài, đã luôn quan
tâm, ủng hộ tôi từ những bước đi đầu tiên trên con đường đến với khoa học. Cô đã cùng
tôi vượt qua nhiều thử thách, khó khăn để có được đề tài đầu tiên của tôi.
Tôi xin được cảm ơn hai người thầy TS. Nguyễn Văn Giang, TS. Nguyễn Văn
Hải, những người thầy đã luôn quan tâm sát sao, hỗ trợ cho những sinh viên chúng tôi.
Các thầy là địa chỉ tin cậy cho những lí luận khoa học mà chúng tôi được thấm nhuần.
Sự nhiệt tình, kính mến của các thầy sẽ luôn là kí ức đẹp nhất trong tâm trí của tôi khi
nhớ về hai thầy.
Tôi cũng xin đươc cảm ơn tập thể thầy cô của bộ môn Công nghiệp Dược và đặc
biệt là thầy PGS. TS Nguyễn Đình Luyện - người thầy luôn tận tụy, gần gũi với biết
bao thế hệ sinh viên. Xin được cảm ơn thầy với những kiến thức rộng lớn mà chúng tôi
được học hỏi để hoàn thành khóa luận này.
Không thể không nhắc tới lòng biết ơn với phòng thí nghiệm Chiết Xuất, Vi Sinh,
Khoa hóa học của trường Đại học Quốc Gia Hà Nội đã hỗ trợ tôi hoàn thành khóa luận
này.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè, đăc biệt là những người bạn
của tôi làm việc cùng nhau tại phòng thí nghiêm, họ đã luôn giúp đỡ, chia sẻ với tôi khi
tôi gặp khó khăn. Đây sẽ là những kỉ niệm đẹp nhất của thời sinh viên, xin được khắc
ghi đi kèm những năm tháng thanh xuân đáng nhớ!

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2019
Sinh viên
ĐINH VĂN HÀO


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 2
1.1. Tổng quan về indolin-2-on và sulfonamid ..................................................... 2
1.1.1. Tổng quan về indolin-2-on ......................................................................... 2
1.1.2. Tổng quan về sulfonamid ........................................................................... 4
1.2. Tổng quan về tác dụng sinh học của các dẫn chất indolin-2-on và
sulfonamid ...................................................................................................................... 5
1.2.1. Tổng quan về tác dụng sinh học của các dẫn chất indolin-2-on ................ 5
1.2.2. Tổng quan về tác dụng sinh học của sulfonamid .................................... 11
1.3. Các phương pháp tổng hợp nhân indolin-2-on ........................................... 11
1.3.1. Tổng hợp nhân indolin-2-on từ cloroacetanilid sử dụng xúc tác paladi .. 11
1.3.2. Tổng hợp dẫn xuất indolin-2-on thông qua oxy hóa nội phân tử sử dụng
xúc tác rhodium enolat. ...................................................................................... 12
1.3.3. Tổng hợp nhân indol bằng phương pháp Fischer ..................................... 13
1.3.4. Tổng hợp indolin-2-on từ oxoarylation sử dụng xúc tác bạch kim .......... 13
1.4. Lựa chọn hướng tổng hợp và thử tác dụng sinh học cho đề tài ................ 14
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ............................................................................................................. 15
2.1. Nguyên liệu và thiết bị ................................................................................... 15
2.2. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 16
2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 18
2.3.1. Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết............................................. 18
2.3.2. Xác định cấu trúc ...................................................................................... 18

2.3.3. Thử hoạt tính kháng khuẩn ....................................................................... 19
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................. 21
3.1. Tổng hợp hóa học ........................................................................................... 21
3.1.1. Tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl) indolin-2-on (II) ................................... 22
3.1.2. Tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonyl clorid (III) ..... 22
3.1.3.

Tổng

hợp

chất

1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxo-N-phenylindolin-5-

sulfonamid (IVa) ................................................................................................ 23


3.1.4. Tổng hợp chất 1-(2,6-diclorophenyl)-N-(3-ethylphenyl)-2-oxoindolin-5sulfonamid (IVb) ................................................................................................ 24
3.1.5.Tổng

hợp

1-(2,6-diclorophenyl)-N-(4-hydroxyphenyl)-2-oxoindolin-5-

sulfonamid (IVc) ................................................................................................ 25
3.1.6. Tổng hợp N-(3-cloro-4-florophenyl)-1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin5-sulfonamid (IVd) ............................................................................................. 26
3.2. Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được ........................................... 27
3.2.1. Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) ................................................... 27
3.2.2. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) .......... 28

3.2.3. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (13C-NMR) ......... 29
3.3. Thử tác dụng sinh học ................................................................................... 32
3.4. Bàn luận .......................................................................................................... 33
3.4.1. Về tổng hợp hóa học................................................................................. 33
3.4.2. Về cấu trúc phân tử................................................................................... 35
3.4.3. Về thử hoạt tính sinh học ......................................................................... 38
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 41
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 45


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu,
Chú thích
viết tắt
1
H-NMR,
13

C-NMR
ADN
CSA
CTCT
CTPT
DMF
EtOAc
EtOH
g
GP
GI50

H
h
IC50
KLPT
LPS
MIC
MS
m/z
Rf
SKLM
STT
to
Tonc
VK
VSV

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear
magnetic resonance)
Acid 2’- deoxynucleic
Acid clorosulfonic
Công thức cấu tạo
Công thức phân tử
Dimethylformamid
Ethyl acetat
Ethanol
Gam
Phần trăm tăng trưởng (Growth percent)
Nồng độ ức chế 50% sự phát triển (Growth inhibition of
50%)
Hiệu suất

Giờ
Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử (Half maximal
inhibitory concentration)
Khối lượng phân tử
Lipopolysaccarid
Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum inhibitory
concentration)
Phổ khối (Mass spectrometry)
Tỷ số giữa khối lượng và diện tích của các ion
Hệ số lưu giữ (Retention factor)
Sắc ký lớp mỏng
Số thứ tự
Nhiệt độ
Nhiệt độ nóng chảy
Vi khuẩn
Vi sinh vật


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số thuốc đã được tổng hợp là dẫn chất của indolin-2-on .................. 3
Bảng 1.2. Kết quả tác dụng với 4 nhóm vi khuẩn của các dẫn chất X, Y, Z ............ 7
Bảng 1.3. Kết quả tác dụng với 2 nhóm nấm của các dẫn chất X, Y, Z ................... 7
Bảng 1.4. Tổng hợp và đánh giá khả năng ức chế invitro và chống HIV của HIV-1
RT của các dẫn chất ...................................................................................................... 9
Bảng 2.1. Danh mục các dung môi, hóa chất ............................................................ 15
Bảng 2.2. Danh mục các thiết bị, dụng cụ ................................................................. 16
Bảng 2.3. Công thức các chất dự kiến tổng hợp được.............................................. 17
Bảng 3.1. Kết quả tổng hợp hóa học .......................................................................... 27
Bảng 3.2. Kết quả phân tích phổ khối lượng của IVa, IVb, IVc, IVd .................... 27
Bảng 3.3. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) của 4

chất IVa, IVb, IVc, IVd ............................................................................................... 28
Bảng 3.4. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (13C-NMR) của 4
chất IVa, IVb, IVc, IVd ............................................................................................... 29
Bảng 3.5. Kết quả thử tác dụng sinh học .................................................................. 32


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của indolin-2-on (1) ........................................................ 2
Hình 1.2. Hai dạng hỗ biến phổ biến của indolin-2-on .............................................. 3
Hình 1.3. Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất sulfonamid theo Ahmed Kamal.................. 5
Hình 1.4. Cấu trúc của hợp chất 8 dựa trên bộ khung của tenidap ......................... 5
Hình 1.5. Cấu trúc của hợp chất 9 kháng VSV .......................................................... 6
Hình 1.6. Sơ đồ tổng hợp chất gây độc tế bào ung thư của Bárbara V. Silva ......... 8
Hình 1.7. Sơ đồ nghiên cứu tổng hợp 3-hydroxy-3-(2-oxo-2-phenylethyl) indolin-2on của Chalder ............................................................................................................... 9
Hình 1.8. Sơ đồ tổng hợp nhân indolin-2-on từ cloroacetanilid xúc tác paladi ..... 12
Hình 1.9. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất indolin-2-on thông qua oxy hóa nội phân tử sử
dụng xúc tác rhodium enolat ...................................................................................... 12
Hình 1.10. Sơ đồ tổng hợp nhân indol bằng phương pháp Fischer ........................ 13
Hình 1.11. Tổng hợp indolin-2-on từ oxoarylation sử dụng xúc tác bạch kim ...... 13
Hình 3.1. Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất sulfonamid của indolin-2-on ..................... 21
Hình 3.2. Sơ đồ tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl) indolin-2-on (II) ........................... 22
Hình 3.3.Sơ đồ tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonyl clorid
(III) ................................................................................................................................ 23
Hình 3.4. Sơ đồ tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxo-N-phenylindolin-5sulfonamid .................................................................................................................... 23
Hình 3.5. Sơ đồ tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-N-(3-ethylphenyl)-2-oxoindolin-5sulfonamid (IVb) .......................................................................................................... 24
Hình 3.6. Sơ đồ tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-N-(4-hydroxyphenyl)-2-oxoindolin5-sulfonamid (IVc) ....................................................................................................... 25
Hình 3.7. Sơ đồ tổng hợp N-(3-cloro-4-florophenyl)-1-(2,6-diclorophenyl)-2oxoindolin-5-sulfonamid (IVd) ................................................................................... 26
Hình 3.8. Cơ chế phản ứng clorosulfo hóa ................................................................ 34
Hình 3.9. Cơ chế phản ứng sulfonamid hóa .............................................................. 35

ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, việc phát triển các loại thuốc mới là một bài toán không hề đơn giản
với các nhà khoa học và các hãng dược phẩm trên thế giới bắt nguồn từ các nguyên
nhân: nguồn nguyên liệu dần khan hiếm, vi sinh vật ngày càng có sự phát triển để biến
đổi, chống lại các tác dụng của thuốc cũ, chi phí nghiên cứu và phát triển thuốc đắt đỏ,
dịch bệnh ngày càng nhiều..... Các hợp chất dị vòng thường nhận được sự quan tâm từ
các chuyên gia với các đặc tính ưu việt của nó, chúng không chỉ có những tính chất lí
hóa học đặc biệt mà còn có những ứng dụng quan trọng trong thực tiễn. Một trong số đó
là dị vòng indolin-2-on. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy dẫn chất indolin-2-on là
nhóm chất dị vòng có tác dụng sinh học rất đa dạng như: kháng khuẩn, kháng nấm,
chống viêm, ức chế virus và chống ung thư [30], [33]. Một trong những nhóm dẫn chất
quan trọng của nhóm này là sulfonamid mang khung indolin-2-on cũng được một số nhà
khoa học quan tâm nghiên cứu trong thời gian gần đây.
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 “Tổng hợp
và thử tác dụng kháng khuẩn một số dẫn chất sulfonamid của indolin-2-on” với
mục tiêu:
1 Tổng hợp được 4 dẫn chất sulfonamid mới của indolin-2-on.
2 Thử tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất tổng hợp được.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về indolin-2-on và sulfonamid
1.1.1. Tổng quan về indolin-2-on
1.1.1.1. Cấu trúc của indolin-2-on
Indolin-2-on có giá trị rất lớn trong hóa dược với nhiều tác dụng dược lí khác nhau.
Vòng indolin-2-on thường xuất hiện trong các hợp chất tự nhiên, lần đầu tiên được chiết

xuất từ cây móng mèo Uncaria tomentosa (được tìm thấy trong rừng nhiệt đới Amazon
và các khu vực nhiệt đới khác ở Nam và Trung Mỹ) [32]. Cấu trúc hóa học của indolin2-on bao gồm một vòng benzen sáu cạnh hợp nhất với vòng chứa nitơ năm cạnh, với
công thức phân tử C8H9N. Hợp chất dựa trên cấu trúc indol, nhưng liên kết 2-3 đã bão
hòa. Bằng cách oxy hóa-khử hydro, nó có thể được chuyển đổi thành indol. Các thuốc
mang khung indolin-2-on đã thu hút sự quan tâm của các nhà hóa học để tổng hợp tạo
ra các dẫn xuất mới.

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của indolin-2-on (1)
Trong nhiều tài liệu khoa học, việc tìm hiểu về hợp chất indolin-2-on có trong tự
nhiên và các hợp chất đã được tổng hợp, được các nhà khoa học tích hợp và phát triển.
Các hoạt động dược lý được nghiên cứu một cách rõ ràng: tác dụng chống ung thư,
chống HIV, chống đái tháo đường, kháng khuẩn, chống oxy hóa, ức chế kinase, ức chế
men chuyển hóa lipid, chống leishmanial, ức chế thụ thể adrenergic, ức chế phosphat
[15], [29]. Hoạt động ức chế NMDA của các dẫn xuất indolin-2-on cùng với SAR của
chúng cũng đã được thảo luận chi tiết. Ngoài ra, thông tin liên quan đến các dẫn xuất
indolin-2-on trong các thử nghiệm lâm sàng đã được đưa vào. Do đó, tại phần tổng quan
này, tôi xin đưa ra một vài thông tin cần thiết để thiết kế và tổng hợp các dẫn xuất
indolin-2-on có ý nghĩa cải tiển về mặt tác dụng sinh học.
1.1.1.2. Tính chất lý hóa
 Tính chất lý học:
Indolin-2-on là những tinh thể màu vàng, nóng chảy ở 126°C , sôi ở 227°C [32].

2


Danh pháp theo IUPAC là 1,3-dihydro-2H-indol-2-on. Về mặt lý thuyết, nó có thể tồn
tại dưới hai dạng cấu hình đồng phân, nhưng trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
cho thấy sự chiếm ưu thế của mẫu ceton [34].

Hình 1.2. Hai dạng hỗ biến phổ biến của indolin-2-on

 Tính chất hóa học:
Nhìn chung, đây là một hợp chất lưỡng tính, khung indolin-2-on là một base yếu,
có thể hòa tan trong acid vô cơ loãng. Indolin-2-on cũng có đầy đủ tính chất của một
acid, tan tốt trong dung dịch kiềm [34].
1.1.1.3. Các thuốc mang khung indolin-2-on
Indol được ghi nhận có một loạt các ứng dụng và được báo cáo với các tác dụng
sinh học quan trọng bao gồm: chống virus, kháng nấm, kháng khuẩn, chống nhiễm trùng,
chống ung thư, chống viêm và thuốc gây ngủ [15]. Dưới đây là một số thuốc mang
khung indol .
Bảng 1.1. Một số thuốc đã được tổng hợp là dẫn chất của indolin-2-on

(2)

Sunitinib (3)

(5)
(4)

3


(6)

(7)

1.1.2. Tổng quan về sulfonamid
1.1.2.1. Phản ứng clorosulfo hóa
Clorosulfo hóa là quá trình hóa học đưa nhóm sulfonyl clorid (-SO2Cl) vào một
hợp chất hữu cơ.

Các sulfonic có ứng dụng rộng rãi trong ngành dược [4]. Việc đưa nhóm sulfonyl
vào phân tử thuốc làm tăng độ hòa tan của nó trong nước, thuận tiện cho việc bào chế
các thuốc có hiệu lực nhanh. Ngoài ra, việc đưa nhóm -SO3H vào phân tử thuốc còn là
biện pháp làm giảm độc tính của thuốc [3], [4].
Acid clorosulfuric là tác nhân quan trọng nhất của nhóm này. Ưu điểm của nó là
sulfocloro hóa không cần nhiệt độ cao, sản phẩm tinh khiết hơn khi dùng acid sulfuric
hoặc oleum. Acid clorosulfuric được dùng nhiều trong sản xuất các sulfamid [3].

1.1.2.2. 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
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 [4], [8].
Năm 2007, Ahmed Kamal và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp các dẫn
chất sulfonamid với tác nhân p-toluen sulfonyl clorid hoặc methan sulfonyl clorid trong
môi trường nước ở nhiệt độ phòng, phản ứng cho hiệu suất từ 85-95% [11].
4


Hình 1.3. Sơ đồ tổng hợp các dẫn chất sulfonamid theo Ahmed Kamal
1.2. Tổng quan về tác dụng sinh học của các dẫn chất indolin-2-on và sulfonamid
1.2.1. Tổng quan về tác dụng sinh học của các dẫn chất indolin-2-on
1.2.1.1. Tác dụng chống viêm, giảm đau
Các indol có vai trò quan trọng trong dược học, chúng là tiền thân của các dược
chất như indomethacin và tenidap. So với NSAIDS truyền thống như piroxicam và
diclofenac, tenidap đã được chứng minh là có hiệu quả hơn trong điều trị bệnh viêm
khớp dạng thấp. Tuy nhiên bản thân tenidap lại mang gốc thiophen nên gây độc cho gan
và thận vì vậy ít được ứng dụng trong lâm sàng.
Nghiên cứu trong TLTK số [24] đã thiết kế ba loại dẫn xuất của indol phát triển từ
tenidap đã mang lại những hiệu quả nhất định:

1) Vòng thiophen trong phân tử tenidap đã được thay thế bằng một gốc phenyl hoặc một
dị vòng riêng.
2) Bộ khung 7-aza-2-oxindol đã được đưa vào cấu trúc tenidap.
3) Liên kết giữa phenyl và indol-2-on đã được thay thế bởi một nhóm amino.
Đại thực bào nuôi cấy được kích thích bởi LPS, một nguyên mẫu endotoxin ở vi
khuẩn gram (-), được sử dụng để thiết lập mô hình tế bào viêm. Thuốc chống viêm dựa
trên bộ khung hoạt động của tenidap và 30 hợp chất tổng hợp được xác định để đánh giá
khả năng ức chế TNF-a và IL-6 được kích thích bởi LPS trên chuột RAW264.7 Phần
lớn trong số 30 hợp chất được thử nghiệm đều ức chế các đích mong muốn và cho thấy
một hiệu quả cao hơn so với tenidap ban đầu. Đặc biệt trong nghiên cứu này, hợp chất
8 cho thấy hoạt động ức chế mạnh nhất trên với tỷ lệ tương ứng là 44,5% và 57,2%.

Hình 1.4. Cấu trúc của hợp chất 8 dựa trên bộ khung của tenidap
1.2.1.2. Tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn
5


Năm 2011, Akhaja cùng các cộng sự nghiên cứu tổng hợp dẫn chất của indolin-2on với các mục đích tạo ra các thuốc phản ứng được với nhiều thành phần kháng nguyên
khác nhau [6]. Các dẫn chất này được thử tác dụng trên các vi khuẩn: Escherichia coli
(MTCC-443), Pseudomonas aeruginosa (MTCC-1688), Klebsiella (MTCC-109),
Salmonella typhi (MTCC-98), Staphylococcus aureus (MTCC-96), Staphylococcus
pyogenus (MTCC-442) và Bacillus subtilis (MTCC441), 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. Gentamycin, ampicillin, cloramphenicol, ciprofloxacin,
norfloxacin đã được sử dụng làm tác nhân kháng khuẩn tiêu chuẩn. Đồng thời, các thuốc
này cũng được thử trên các loài nấm: c. albicans (MTCC 227), aspergillus niger (MTCC
282) và aspergillus clavatus (MTCC 1323). Nystatin và griseofulvin đã được sử dụng
làm thuốc chống nấm đối chứng trong nghiên cứu này.

Hình 1.5. Cấu trúc của hợp chất 9 kháng VSV

Kết quả, tất cả các hợp chất đều có tác dụng ức chế với các VSV thử nghiệm. Đặc
biệt, hợp chất 9 có hoạt tính kháng VSV tốt nhất, giá trị MIC trên các chủng MTCC443, MTCC-1688, MTCC-109, MTCC-98 lần lượt là: 62,5; 100; 100; 200 µg/mL.
Các cấu trúc thuốc có nhóm sulfonamid được biết đến với các hoạt động kháng
khuẩn rất phổ biến. Arylsulfonamid-oxindol hybrid đã được biết đến về tác dụng chống
ung thư của chúng, gần đây người ta còn phát hiện ra rằng các dẫn chất này còn có khả
năng chống vi khuẩn và tác dụng chống oxy hóa. Một số dẫn chất của 3 (Z) - {4- [4(arylsulfonyl) piperazin-1-ylbenzyliden)-1,3-dihydro-2H-indol-2-on được tổng hợp và
thử hoạt tính sinh học về khả năng kháng khuẩn, kháng nấm và chống oxy hóa.
Hoạt tính kháng khuẩn của dẫn chất nói trên được thử nghiệm trên các chủng khác
nhau và được đánh giá sau 24 giờ nuôi cấy. Các vi khuẩn gram (+) và gram (-) và được

6


sử dụng là E. coli, P. aeruginosa, S. pyogenes và S. aureus và các loại nấm được thử
nghiệm là A. niger và A. clavatus để đánh giá [27].
Kết quả kháng vi khuẩn của các thuốc với nồng độ tăng dần: 25; 50; 100 và 250
µg. Hiệu lực của các thuốc này được đánh giá dựa trên số lượng vi sinh vật bị tiêu diệt
trên một đơn vị khảo sát (100 vi sinh vật).
Bảng 1.2. Kết quả tác dụng với 4 nhóm vi khuẩn của các dẫn chất X, Y, Z
E.Coli (SL VSV
/100VSV)

P. Aeruginosa (SL
VSV/100VSV)

S. Aureus
(SL VSV/100 VSV)

S. Pyogenes
(SL VSV/100 VSV)

Nông độ
(µg/ml)

25

50

100

250 25

50

100

250

25

50

100

250

25

50

100

250

A

15

16

19

20

15

15

18

20

14

16

18

19

13

16

20

21

C

23

28

28

28

23

24

26

27

19

21

21

22

19

22

22

19

N

25

26

27

29

19

21

23

23

19

20

21

21

22

26

28

17

X

11

14

16

22

12

14

16

17

12

23

20

20

10

15

17

20

Y

11

12

14

16

14

17

18

20

13

17

23

23

12

14

17

20

Z

14

17

20

22

12

13

16

19

14

16

21

18

18

17

21

17

A: Ampicilin, C: Ciprofloxacin, N: Norprofloxacin

Bảng 1.3. Kết quả tác dụng với 2 nhóm nấm của các dẫn chất X, Y, Z

Nồng độ (µg/mL)

25

A.niger

A.Clavatus

(SL VSV/100 VSV)

(SLVSV/100 VSV)

50

100

250

25

50

100

250

Griseofulvin

23

25

25

28

21

22

22

24

Nystatin

19

24

29

29

21

24

25

28

X

11

14

17

21

12

14

12

14

Y

12

13

16

22

11

12

14

16

Z

11

14

16

20

10

13

11

13

1.2.1.3. Tác dụng gây độc tế bào ung thư
Trong một nghiên cứu của các tác giả Bárbara V. Silva, Universidade Federal, Rio

de Janeiro, Brazil [10], cho biết nhóm ferrocenyl (Fc) đã được kết hợp với các cấu trúc
của một số phân tử sinh học để tăng khả năng chống ung thư với các yếu tố anticancer1,2
và antimalarial3-5. Cơ chế gây độc tính tế bào của các dẫn xuất ferrocenyl đã được phát
hiện dựa trên quá trình oxy hóa gây phá hủy cấu trúc ADN. Nhóm này ức chế
topoisomerase II, đây cũng là mục tiêu cho một số loại thuốc chống ung thư gắn ADN.
7


Indolin-2-on đã được chứng minh là có tác dụng chống ung thư, hoạt động bằng
cách ức chế tyrosin kinase VEGF-R, PDGF-RB hoặc CDK.12. Indolin-2-on (sunitinib)
được dùng điều trị tế bào ung thư di căn của thận và khối u mô đệm đường tiêu hóa [10].
Nhóm tác giả này đã thực hiện phản ứng ngưng tụ của một số dẫn xuất oxindol với
ferrocenyl trong dung môi KOH/EtOH, xúc tác piperidin, từ đó cho một hiệu suất tổng
hợp rất tốt lên tới 82% của các sản phẩm thu được với cấu hình E chiếm chủ yếu.

Hình 1.6. Sơ đồ tổng hợp chất gây độc tế bào ung thư của Bárbara V. Silva
1.2.1.4. Tác dụng chống virus HIV
Các chất ức chế men sao chép ngược không chứa nucleosid (NNRTI) của HIV-1
RT ức chế các quá trình xúc tác, cản trở tổng hợp bản sao ADN sợi kép của bộ gen virus
[12]. NNRTI là thành phần quan trọng của các thuốc hiện đại trong việc giảm số lượng
virus từ huyết thanh, từ đó chống lại virus HIV. Tuy nhiên, việc liên tục xảy ra tình trạng
kháng thuốc NNRTI tại một hay nhiều điểm, phổ biến tại K103N và K103N / Y181C
dẫn tới giảm tác dụng của nó. Vì vậy nhu cầu tìm kiếm thuốc mới chống lại các chủng
virus hoang dã và đột biến cần xử lí nhanh, kinh tế và định hướng đúng mục tiêu. Năm
2018, Chander và các cộng sự đã thử tổng hợp và đánh giá các hợp chất dựa trên nhân
benzodiazepin-2-on để chống lại các chủng virus HIV. Nghiên cứu này chỉ ra rằng, thuốc
được tổng hợp đủ khả năng tấn công virus với hàm lượng thấp (> 10 µM) và chỉ số an
toàn tốt (> 46) [12]. Mặc dù có sự đa dạng về cấu trúc của NNRTI, tuy nhiên chúng đều
có chung một đặc điểm, bao gồm một đầu chứa vòng phenyl hoặc một nhân thơm, đầu
còn lại là một gốc kị nước. Đó là một cơ sở quan trọng để Chander cùng các cộng sự

tổng hợp nên chất trung gian 3-hydroxy-3-(2-oxo-2-phenylethyl) indolin-2-on.
8


Hình 1.7. Sơ đồ nghiên cứu tổng hợp 3-hydroxy-3-(2-oxo-2-phenylethyl) indolin2-on của Chalder
Trong nghiên cứu, 22 hợp chất dựa trên 3-hydroxy-3-(2-oxo-2-phenylethyl) indolin2-on đã được thiết kế, tổng hợp và đánh giá khả năng ức chế invitro và chống HIV của
HIV-1 RT hoạt động.
Các hợp chất 15, 17, 18 có khả năng chống lại enzym RT cũng như HIV-1 RT ở mức
thấp với nồng độ chỉ vài µM đến nM với chỉ số an toàn tốt. Các halogen như brom hoặc
clo ở vị trí thứ 5 của vòng oxindol, các nhóm methoxy ở vị trí ortho của vòng phenyl có
hoạt tính mạnh chống lại RT. Từ đó, 7 hợp chất (19, 20, 21, 22, 23, 24, 25) có hiệu lực
tốt chống HIV-1 RT đã được thử nghiệm chống lại chủng HIV-1K103N đột biến. Các
kết quả được thể hiện chi tiết trong bảng sau.
Bảng 1.4. Tổng hợp và đánh giá khả năng ức chế invitro và chống HIV của HIV-1
RT của các dẫn chất
Chất

9

HIV-1-RT

HIV-1-RT

(IC50) µM

(EC50) µM


27,26

8,45

0,27

0,09

0,76

1,76

5,22

9,82

1,38

5,71

0,82

0,18

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

10


2,03

10,79

(25)

1.2.2. Tổng quan về tác dụng sinh học của sulfonamid
Sulfonamid là thuốc kháng khuẩn được tổng hợp thành công đầu tiên. Cơ chế tác
dụng của sulfonamid như sau: Sulfonamid là chất đối kháng cạnh tranh của axit paminobenzoic (PABA), hợp chất này cần thiết cho quá trình tổng hợp axit folic, do đó
ức chế sự phát triển và sinh sản của vi sinh vật. Sulfonamid đảo ngược quá trình tổng
hợp axit folic [11], do đó chúng có tác dụng kìm khuẩn [8].
Mặc dù chúng đã được áp dụng trong trị liệu hơn 70 năm, nhưng sulfonamid vẫn
là thuốc được lựa chọn phổ biến để điều trị một số bệnh nhiễm khuẩn. Một số ứng dụng
của sulfonamid trong trị liệu bị hạn chế do tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn và một
phần là tác dụng phụ của sulfonamid [21].
Sulfonamid là thuốc kháng khuẩn có phổ tác dụng rộng, có hiệu quả chống lại cả
vi khuẩn gram (+) và vi khuẩn gram (-), chẳng hạn như vi khuẩn đường ruột Escherichia
coli, Klebsiella, Salmonella, Shigella và Enterobacter, nhưng chúng không cho thấy
hoạt động ức chế chống lại các loài Pseudomonas aeruginosa và Serratia. Sulfonamid
có hiệu quả chống lại các loài thuộc chi Chlamydia, và chủng nấm Pneumocystis carinii,
động vật nguyên sinh Toxoplasma gondii.
1.3. Các phương pháp tổng hợp nhân indolin-2-on
Theo nhiều tài liệu của các nhà khoa học trên thế giới, đã có rất nhiều phương

pháp đưa ra để tổng hợp nhân indolin-2-on. Trong khuôn khổ của bài khóa luận này, tôi
chỉ xin đưa ra một phương pháp tiêu biểu.
1.3.1. Tổng hợp nhân indolin-2-on từ cloroacetanilid sử dụng xúc tác paladi

11


Hình 1.8. Sơ đồ tổng hợp nhân indolin-2-on từ cloroacetanilid xúc tác paladi
Phản ứng này là sự biến thể của quy trình Friedel-Crafts sử dụng xúc tác paladi. Kết
hợp giữa các xúc tác của paladi acetat, 2-(di-tert-butylphosphino)biphenyl và
triethylamin làm bazơ, R-cloroacetanilid có thể chuyển đổi thành oxindol với hiệu suất
cao và ổn định [19]. Ưu điểm nổi bật của phương pháp là không cần chuẩn bị một tiền
chất đã có hoạt tính cụ thể để tổng hợp, giảm điều kiện khắc nghiệt của phản ứng mà
các phương pháp khác đã sử dụng (acid mạnh, và nhiệt độ cao). Ngoài ra các nguyên
liệu được chuẩn bị dễ dàng hơn so với các phương pháp trước đó [19]. Tuy nhiên, việc
sử dụng xúc tác paladi vẫn còn chưa kinh tế.
1.3.2. Tổng hợp dẫn xuất indolin-2-on thông qua oxy hóa nội phân tử sử dụng xúc
tác rhodium enolat.

Hình 1.9. Sơ đồ tổng hợp dẫn xuất indolin-2-on thông qua oxy hóa nội phân tử sử
dụng xúc tác rhodium enolat
Quá trình này phát triển một giải pháp thay thế arylation với phạm vi và khả năng ứng
dụng rộng hơn với việc sử dụng một chuỗi các xúc tác rh, gắn thêm chuỗi arylation vào
nhóm amid bằng muối aryl-kẽm. Thông qua việc sử dụng các nguyên liệu sẵn có là acid
boronic và acrylamid của dẫn xuất o-bromoanilin, có thể biết được chính xác thông tin
về nhóm enolat rh. Điều này sẽ cho phép tiếp cận với các dẫn xuất oxindol khác nhau
để tìm hiểu vể nhiều hoạt động sinh học [38].
Phương pháp này đã khắc phục nhược điểm của các phương pháp cũ trong việc
tạo ra các nucleophil enolat và kết hợp với với các kim loại chuyển tiếp. Ngoài ra, sự
oxy hóa có thể hạn chế sự sai lệch của các nhóm chức năng, các nhóm này được định

hướng vào các vị trí cụ thể, tăng hiệu suất quá trình.
12


1.3.3. Tổng hợp nhân indol bằng phương pháp Fischer

Hình 1.10. Sơ đồ tổng hợp nhân indol bằng phương pháp Fischer
Phương pháp tổng hợp các indol theo Fischer là một phản ứng hóa học tạo ra các
dị vòng indol từ một phenylhydrazin với một aldehyd hoặc một ceton trong điều kiện
acid. Việc lựa chọn các acid có vai trò quan trọng đối với phản ứng này. Các acid hay
được sử dụng nhiều nhất là HCl, H2SO4, hay các acid Lewis như kẽm clorid, sắt clorid
hay nhôm clorid.
Phản ứng này có ba bước: (1) tautomeric chuyển đổi hydrazon thành enehydrazin,
(2) hình thành liên kết carbon-carbon, (3) kết hợp với nhóm amin để tổng hợp indol.
Trong cơ chế này, Fischer tin rằng bước hình thành liên kết carbon-carbon là bước quan
trọng nhất để xác định tỷ lệ và có thể kiểm soát số lượng indol tạo thành.
Tác giả đã khảo sát một loạt các ceton khác nhau để tổng hợp indol, tuy nhiên ảnh
hưởng của các nhóm thế lên vòng phenyl hydrazin chưa được rõ ràng. Các nhóm hút
điện tử trên vòng phenyl cho một hiệu suất thấp hơn, thời gian phản ứng dài hơn và điều
kiện khắc nghiệt hơn.
Tuy nhiên, sự hiện diện của nhóm methyl và nitro trong nhân phenyl hydrazin cho
một hiệu suất cao, sản phẩm thu được ít tạp, điều kiện phản ứng đơn giản [25].
1.3.4. Tổng hợp indolin-2-on từ oxoarylation sử dụng xúc tác bạch kim

Hình 1.11. Tổng hợp indolin-2-on từ oxoarylation sử dụng xúc tác bạch kim
Sử dụng xúc tác bạch kim cho phản ứng của các ynamid, tạo ra sản phẩm thông qua
phản ứng oxy hóa arylation [36].

13

1.4. 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
sulfonamid mang khung indolin-2-on có nhiều tác dụng sinh học như kháng khuẩn,
kháng nấm, chống viêm, chống ung thư, …Tiếp nối các nghiên cứu đó, chúng tôi dự
kiến tổng hợp 4 dẫn chất sulfonamid mang khung indolin-2-on và thử tác dụng kháng
khuẩn của chúng.

14


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, Bảng 2.2).
Bảng 2.1. Danh mục các dung môi, hóa chất
STT

Dung môi, hóa chất

Nguồn gốc

1

Acid clorosulfonic

Trung Quốc

2

Acid hydrocloric đặc (36-38%)

Merck-Đức

3

Anilin

Trung Quốc

4

3-cloro-4-floro anilin

Trung Quốc

5

Dicloromethan

Trung Quốc

6

2-ethyl anilin

Trung Quốc

7

Ethanol tuyệt đối

Trung Quốc

8

Iso propyl alcol

Trung Quốc

9

Kali hydroxyd

Trung Quốc

10

Natri diclofenac

Việt Nam

11

Natri sulfat

Việt Nam

12

Nước cất

Việt Nam

13

Paracetamol

Việt Nam

14

Than hoạt

Việt Nam

15


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

Tên dụng cụ, thiết bị

Xuất xứ

1

Bản mỏng silicagel GF254

Merck-Đức

2

Bình cầu 1 cổ 100mL, 50mL

Lenz-Đức

3

Bình cầu 2 cổ 100mL

Lenz-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

Thụy Sỹ

8

Cốc có mỏ 50mL, 100mL, 250mL

Đức

9

Đèn tử ngoại

Đức

10

Đĩa petri

Trung Quốc

11

Giấy lọc

Việt Nam

12

Máy cất quay chân không Buchi R-210

Thụy Sỹ

13

Máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ-Melt

Mỹ

14

Máy khuấy từ gia nhiệt IKA

Đức

15

Nhiệt kế thủy ngân

Trung Quốc

16

Ống đong 10mL, 25mL, 50mL

Trung Quốc

17

Pipet chia vạch 1mL, 5mL, 10mL

18

Sinh hàn hồi lưu

Lenz-Đức

19

Tủ sấy Memmert

Đức

20

Thiết bị đo phổ MS LTQ Orbitrap XL

Đức

21

Thiết bị đo phổ NMR Bruker

Đức

22

Thiết bị LTQ Orbitrap XL đo phổ MS

Đức

Đức

2.2. Nội dung nghiên cứu
* Nghiên cứu tổng hợp 4 dẫn chất của indolin và sulfonamid
+ Tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)indolin-2-on (II) từ natri diclofenac.
+ Tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonyl clorid (III) từ 1-(2,6diclorophenyl)indolin-2-on.
16


+ Tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxo-N-phenylindolin-5-sulfonamid (IVa) từ 1(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonyl clorid
+ Tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-N-(3-ethylphenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonamid (IVb)
từ 1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonyl clorid
+ Tổng hợp 1-(2,6-diclorophenyl)-N-(4-hydroxyphenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonamid
(IVc) từ 1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonyl clorid
+

Tổng

hợp

N-(3-cloro-4-florophenyl)-1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin-5-

sulfonamid (IVd) từ 1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxoindolin-5-sulfonyl clorid
Bảng 2.3. Công thức các chất dự kiến tổng hợp được
Chất

Công thức

Tên khoa học
1-(2,6-diclorophenyl)indolin-

II

2-on

1-(2,6-diclorophenyl)-2-

III

oxoindolin-5-sulfonyl clorid

1-(2,6-diclorophenyl)-2-oxo-

IVa

N-phenylindolin-5-sulfonamid

1-(2,6-diclorophenyl)-N-(3ethylphenyl)-2-oxoindolin-5-

IVb

sulfonamid

17