Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của một số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol

Chia sẻ: Hạnh Thơm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

53
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trước tình trạng đề kháng kháng sinh của vi khuẩn ngày một gia tăng, việc tìm ra các cấu trúc mới có hoạt tính kháng khuẩn là điều cấp thiết. Đề tài này chúng tôi tổng hợp một số dẫn chất 1,3,4-xadiazol và khảo sát tác dụng kháng khuẩn của các chất trên 5 chủng vi khuẩn gây bệnh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của một số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Nghiên cứu Y học TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,3,4OXADIAZOL ............................................................................................................................................................... 486 Võ Hoàng Nam*, Vũ Thanh Thảo*, Trần Ngọc Châu* ................................................................................................. 486 X[C ĐỊNH TỶ LỆ ALBUMIN/CREATININ NIỆU VÀ PROTEIN/CREATININ NIỆU ĐỂ Đ[NH GI[ CHỨC NĂNG THẬN ............................................................................................................................................................... 494 Nguyễn Thị Minh Thuận*, Lê Thị Thảo Nguyên* ........................................................................................................ 494 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC HƯỚNG TÁC DỤNG ỨC CHẾ α – GLUCOSIDASE CỦA LÁ SA KÊ ARTOCARPUS ALTILIS (PARKINSON) FOSBERG, MORACEAE ........................................................................... 499 Nguyễn Thị Ánh Hồng*, Đỗ Thị Hồng Tươi**, Trần Thị Vân Anh** ............................................................................ 499 74 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CAO DICLOROMETHAN TỪ HUYẾT GIÁC DRACAENA CAMBODIANA PIERRE EX GAGNEP., DRACAENACEAE.................................................................................... 506 Nguyễn Minh Luân*, Trần Thị Thúy Vân**, Trần Thị Vân Anh**................................................................................. 506 NGHIÊN CỨU \O CHẾ VI N N N H I LỚP PHÓNG THÍCH KÉO DÀI CHỨA FELODIPIN 5 MG VÀ METOPROLOL 50 MG ................................................................................................................................................. 511 Trịnh Thị Phương Lan*, Th{i Võ Ngọc Thảo*, Nguyễn Đức Tuấn*, L Quan Nghiệm*, Nguyễn Thiện Hải* ....... 511 TỔNG HỢP 1-(2,6-DICHLOROPHENYL)-1,3-DIHYDRO-2H-INDOL-2-ON (TẠP CHẤT A) CỦA DICLOFENAC N TRI ĐỂ LÀM CHẤT ĐỐI CHIẾU ......................................................................................................................... 521 Nguyễn Thị Thanh Trà*, Hà Diệu Ly**, Nguyễn Hữu Lạc Thủy*, Trần Th|nh Đạo* .................................................. 521 Đ[NH GI[ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA 8-CLOROTHEOPHYLLIN ĐƯỢC TỔNG HỢP TỪ THEOPHYLLIN ..... 528 Trương Văn Đạt*, Trương Cảnh Hoàn*, Nguyễn Hữu Lạc Thủy*, Lê Minh Trí*, Trần Th|nh Đạo* .......................... 528 Đ[NH GI[ CÔNG THỨC DUNG DỊCH TẠO BỌT PHỤ KHOA TỪ TÔ MỘC (CAESALPINIA SAPPAN) ....... 535 Bùi Thị Ánh Mai*, Đỗ Thị Hồng Tươi*, Phạm Đình Duy* ........................................................................................... 535 NGHI N CỨU ĐIỀU CHẾ HỆ VI T NH CHỨ CEFPODOXIM PROXETIL ............................................. 544 Phạm Thị Tuyết*, Huỳnh Trúc Thanh Ngọc*, Nguyễn Thiện Hải* ............................................................................. 544 Chuyên Đề Dƣợc 485 Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,3,4-OXADIAZOL Võ Hoàng Nam*, Vũ Thanh Thảo*, Trần Ngọc Châu* TÓM TẮT Mở đầu: Trước tình trạng đề kháng kháng sinh của vi khuẩn ngày một gia tăng, việc tìm ra các cấu trúc mới có hoạt tính kháng khuẩn l| điều cấp thiết. Cấu trúc dị vòng oxadiazol có nhiều hoạt tính sinh học tiềm năng, một số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol có hoạt tính kháng khuẩn tốt. Mục tiêu nghiên cứu: Trong đề tài này chúng tôi tổng hợp một số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol và khảo sát tác dụng kháng khuẩn của các chất trên 5 chủng vi khuẩn gây bệnh. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Dẫn chất 1,3,4-oxadiazol được tổng hợp từ isoniazid và các benzaldehyd tương ứng qua 2 giai đoạn: phản ứng ngưng tụ tạo N-acyl hydrazon v| oxy hóa đóng vòng bởi Cloramin B. Các dẫn chất tổng hợp được x{c định cấu trúc v| độ tinh khiết bằng c{c phương ph{p: SKLM, nhiệt độ nóng chảy, IR, MS, 1H-NMR. Hoạt tính kháng khuẩn được khảo sát trên 5 chủng vi khuẩn: E. coli, P. aeruginosa, S. faecalis, MSSA và MRSA bằng phương ph{p khuếch tán trong thạch. Kết quả: 10 dẫn chất 1,3,4-oxadiazol được tổng hợp v| x{c định cấu trúc. Hoạt tính kháng khuẩn của các chất chủ yếu trên vi khuẩn gram dương. Dẫn chất 2d cho hoạt tính tốt nhất (MIC = 128 µg/ml, 256 µg/ml và 128 µg/ml, lần lượt trên các chủng S. faecalis, MSSA, MRSA). Kết luận: Nhìn chung các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol đã tổng hợp có hoạt tính kháng khuẩn trung bình. Sự có mặt của nhóm thế Cl ở vị trí ortho có ảnh hưởng tốt đến tác dụng kháng khuẩn. Từ khóa: 1,3,4-oxadiazol, N-acyl hydrazon, kháng sinh, kháng khuẩn ABSTRACT SYNTHESIS AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY EVALUATION OF SOME 1,3,4–OXADIAZOLE DERIVATIVES Vo Hoang Nam, Vu Thanh Thao, Tran Ngoc Chau * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Supplement Vol. 22 - No 1- 2018: 486 - 493 Introduction: The growing of antibiotic resistance induces an urgent need for the discovery of novel antibacterial scaffolds. 1,3,4–oxadiazole derivatives demonstrate various potential biological activities in which many derivatives are potent against some pathogenic bacterial strains. Objectives: In this study, we aim to synthesize and evaluate the antibacterial activity of some 1,3,4oxadiazole derivatives. Methods: 1,3,4-oxadiazoles derivatives were synthesized from isoniazid and substituted benzaldehyde in 2 steps: (1) N-acyl hydrazone synthesis via condensation and (2) cyclization oxidation by cloramin B. The structure and purity of these compounds were determined and confirmed by thin layer chromatography, melting point, IR, MS, 1H-NMR. The antibacterial activities against 5 pathogenic strains (E. coli, S. faecalis, P. aeruginosa, MSSA, MRSA) were conducted by agar diffusion method. Results: Ten 1,3,4-oxadiazole derivatives were synthesized. These compounds are more active on gram (+) than gram (–) strains. Among these compounds, 2d reveal the most antibacterial activity (MIC = 128 µg/ml, 256 * Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: TS. Trần Ngọc Châu ĐT: 0938 776 635 486 Email: tranchau@ump.edu.vn Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Nghiên cứu Y học µg/ml and 128 µg/ml on S. faecalis, MSSA, and MRSA, respectively). Conclusion: 1,3,4-oxadiazole derivatives have potential inhibition activity on pathogenic bacteria, especially on gram positive strains. Substitution of a chlorine atom on phenyl ring at ortho position could enhance the antibacterial activity. Key words: 1,3,4-oxadiazol, N-acyl hydrazon, antibiotic, antibacterial activity khuẩn g}y bệnh. Ngo|i ra, mối li n quan giữa ĐẶT VẤN ĐỀ cấu trúc hóa học v| hoạt tính kh{ng khuẩn cũng Tình trạng đề kháng thuốc của vi khuẩn được ph}n tích nhằm tìm ra những điểm quan đang trở nên ngày càng nghiêm trọng. Hiện trọng tr n khung cấu trúc 1,3,4-oxadaziol có ảnh trạng này khiến cho việc điều trị các bệnh nhiễm hưởng thuận lợi cho hoạt tính kh{ng khuẩn. khuẩn trở n n khó khăn hơn, thậm chí có những ĐỐI TƢỢNG-PHƢƠNGPHÁP NGHIÊNCỨU trường hợp thất bại dẫn đến tử vong. Trong những năm gần đ}y, vấn đề kháng thuốc của vi Đối tƣợng, nguyên liệu và trang thiết bị sinh vật không chỉ thu hẹp trong phạm vi các Tất cả nguyên liệu và dung môi dùng trong quốc gia đang ph{t triển như Việt Nam, nơi m| tổng hợp được mua từ các công ty Acros việc sử dụng kháng sinh còn chưa được kiểm Organics (Bỉ), Merck (Đức), ChemSol (Việt soát chặt chẽ m| đã trở thành vấn đề chung toàn Nam), Guangdong Guanghua Sci-Tech Co Ltd. cầu(10). Trước thực trạng trên, Tổ chức Y Tế Thế (Trung Quốc), Amsal Chem Pvt Ltd. (Ấn Độ) và giới (WHO) đã công bố v|o đầu năm 2017 danh được sử dụng trực tiếp, không tinh chế lại. Nhiệt sách 12 nhóm vi khuẩn được ưu ti n h|ng đầu độ nóng chảy được x{c định trên máy Stuart trong việc phát triển thuốc mới vì khả năng SMP10 với nhiệt kế không hiệu chỉnh. Phổ hồng kháng thuốc cao của các chủng này(11). Chính vì ngoại (IR) được đo bằng phương ph{p TR tr n vậy việc tìm kiếm các hoạt chất mới với cấu trúc máy Nicolet™ iS™ 5. Phổ 1H-NMR đo bằng máy v| cơ chế tác dụng khác với các kháng sinh cổ Avance-Bruker 500MHz. Khối phổ (MS) được điển ngày càng trở nên cấp thiết. quét bằng m{y Thermo Scientific™ MSQ Plus™ Các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol là các hợp chất dị vòng 5 cạnh được ứng dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ v| nghi n cứu ứng dụng trong hóa dược(6). Thật vậy, dị vòng 1,3,4-oxadiazol được tìm thấy trong cấu trúc của một số thuốc đang được sử dụng tr n l}m s|ng (như raltegravir, furamizol). Ngoài ra, sự thay thế trên các vị trí carbon số 2 và 5 của dị vòng 1,3,4oxadiazol đã tạo ra nhiều dẫn chất thể hiện nhiều hoạt tính sinh học tiềm năng. C{c kết quả được nhiều nhóm nghiên cứu trong và ngoài nước công bố trong thời gian gần đ}y cho thấy nhiều dẫn chất 1,3,4-oxadiazol có hoạt tính kháng vi sinh vật m| đặc biệt là tác dụng kháng khuẩn khá tốt(1,3-5,9). Trong phạm vi đề tài này, một số dẫn chất 1,3,4-oxadiazol thế vòng thơm hoặc dị vòng thơm kh{c nhau được tổng hợp và khảo s{t sơ bộ hoạt tính kháng khuẩn in vitro tr n 5 chủng vi Chuyên Đề Dƣợc (phương ph{p CPI) hoặc máy LC-MS của Shimadzu (phương ph{p ESI). Tổng cộng 5 chủng vi khuẩn thử nghiệm được khảo sát dựa theo tiêu chuẩn ATCC gồm 3 chủng gram (+): Streptococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 29213 (MSSA), Staphylococcus aureus đề kháng methicilin ATCC 43300 (MRSA) và 2 chủng gram (–): Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp tổng hợp Các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol được tổng hợp từ nguyên liệu ban đầu là isoniazid và các benzaldehyd thơm tương ứng qua 2 giai đoạn (xem sơ đồ 1). Giai đoạn 1 là phản ứng ngưng tụ giữa isoniazid và các benzaldehyd (tỉ lệ mol 1,1:1,0) được đun hồi lưu trong methanol. cid 487 Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 acetic băng ( cOH) được sử dụng như chất xúc tác. Phản ứng được theo dõi bằng sắc ký lớp mỏng. Sau khi phản ứng kết thúc, dung môi được loại bỏ dưới áp suất giảm cho chất rắn thô. Sản phẩm n|y được rửa bằng nước để loại tạp và được tinh chế bằng phương ph{p kết tinh lại trong ethanol tuyệt đối để cho các N-acyl hydrazon (1a-1j). Giai đoạn tiếp theo là phản ứng đóng vòng chất trung gian (1a-1j) dưới tác động oxy hóa của Cloramin B. Phản ứng xảy ra trong dung môi ethanol tuyệt đối. Tỉ lệ mol của Cloramin B và N-acyl hydrazon sử dụng trong thực tế là 2,5:1,0. Hỗn hợp phản ứng được khuấy ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (30-35 oC). Khi vết N-acyl hydrazon không còn (theo dõi qua sắc ký lớp mỏng), hỗn hợp phản ứng được cô quay dưới áp suất giảm để loại hết dung môi. Chất rắn thô sau đó được kết tinh lại bằng hỗn hợp cồnnước để cho sản phẩm 1,3,4-oxadiazol tinh khiết (2a-2j). Sơ đồ 1: Quy trình tổng hợp các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) Phương pháp khảo sát hoạt tính kháng khuẩn Hoạt tính kháng khuẩn của các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) được khảo sát trên 5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Kết quả phần tổng hợp hóa học chủng vi khuẩn gây bệnh thường gặp như Tổng hợp các chất trung gian N-acyl hydrazon (1a-1j) trình bày trong phần đối tượng nghiên cứu. N’-(benzyliden)isonicotinohydrazid (1a) Quá trình khảo s{t được tiến h|nh qua 2 bước. µg/ml) bằng phương ph{p khuếch tán từ đĩa C13H11N3O, Ptl: 225,25. Hiệu suất 89%. Chất rắn màu trắng. Điểm chảy: 199-201 oC. SKLM: Rf = 0,5 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3194, 3024 (N–H), 1682 (C=O), 1598 (C=N). giấy trên bản thạch. Sau đó c{c chất có đường N’-(3’-nitrobenzyliden)isonicotinohydrazid (1b) kính vòng kháng khuẩn tốt (> 7mm) được tiến C13H10N4O3, Ptl: 270,24. Hiệu suất 90%. Chất rắn m|u v|ng. Điểm chảy: 230-232 oC. SKLM: Rf = 0,2 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,3 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3232, 3081 (N–H); 1687 (C=O); 1547 (C=N); 1351 (NO2). Trước hết, hoạt tính sơ bộ được khảo sát thông qua việc đ{nh gi{ đường kính vòng kháng khuẩn của các chất thử nghiệm (nồng độ 1024 h|nh x{c định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) ở giai đoạn 2 bằng phương ph{p pha loãng b{n định lượng(12). Trong các khảo sát này, DMSO được dùng như mẫu chứng }m. Ngược lại, kh{ng sinh gentamicin được dùng như mẫu chứng dương trên các chủng vi khuẩn thử nghiệm. 488 N’-(4’-nitrobenzyliden)isonicotinohydrazid (1c) C13H10N4O3, Ptl: 270,24. Hiệu suất 80%. Chất rắn m|u v|ng. Điểm chảy: 278-280 oC. SKLM: Rf Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 = 0,3 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,3 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 2986, 2828 (N–H); 1680 (C=O); 1553 (C=N); 1334 (NO2). N’-(2’-chlorobenzyliden) isonicotinohydrazid (1d) C13H10ClN3O, Ptl: 259,69. Hiệu suất 86%. Chất rắn màu trắng. Điểm chảy: 221-223 oC. SKLM: Rf = 0,5 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,5 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3192, 3025 (N–H); 1682 (C=O); 1594 (C=N); 759 (C-Cl). N’-(2’,4’-dichlorobenzyliden)isonicotinohydrazid (1e) C13H9Cl2N3O, Ptl: 294,14. Hiệu suất 81%. Chất rắn màu trắng. Điểm chảy: 222-224 oC. SKLM: Rf = 0,4 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3089 (N–H); 1675 (C=O); 1589 (C=N); 798 (C-Cl). N’-(3’,4’-dichlorobenzyliden)isonicotinohydrazid (1f) C13H9Cl2N3O, Ptl: 294,14. Hiệu suất 83%. Chất rắn màu trắng. Điểm chảy: 246-248 oC. SKLM: Rf = 0,3 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,3 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3178 (N–H); 1680 (C=O); 1590 (C=N); 813 (C-Cl). N’-(2’-chloro-6’-fluorobenzyliden)isonicotinohydrazid (1g) C13H9ClFN3O, Ptl: 277,68. Hiệu suất 90%. Chất rắn màu trắng. Điểm chảy: 226-228 oC. SKLM: Rf = 0,3 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroform-methanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3099, 2760 (N–H), 1676 (C=O), 1591 (C=N), 1390 (C-F), 781 (C-Cl). N’-(4’-fluorobenzyliden)isonicotinohydrazid (1h) C13H10FN3O, Ptl: 243,24. Hiệu suất 93%. Chất rắn màu trắng. Điểm chảy: 195-197 oC. SKLM: Rf = 0,5 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3469, 3182 (N–H), 1656 (C=O), 1598 (C=N), 1300 (C-F). N’-(4’-methoxybenzyliden)isonicotinohydrazid (1i) C14H13N3O2, Ptl: 255,27. Hiệu suất 90%. Chất rắn màu trắng. Điểm chảy: 163-165 oC. SKLM: Rf = 0,2 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,3 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3439 (N–H), 3046 (C–H,–OMe) 1652 (C=O); 1596 (C=N). Chuyên Đề Dƣợc Nghiên cứu Y học N’-(3’,4’,5’trimethoxybenzyliden)isonicotinohydrazid (1j) C16H17N3O4, Ptl: 315,32. Hiệu suất 86%. Chất rắn màu trắng. Điểm chảy: 220-222 oC. SKLM: Rf = 0,3 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,4 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 3494 (N–H); 2943 (C–H,–OMe); 1676 (C=O); 1576 (C=N). Nhận xét chung, phản ứng tổng hợp các Nacyl hydrazon trong giai đoạn 1 dễ thực hiện. Thời gian phản ứng tương đối nhanh (1-3 giờ) và cho hiệu suất cao (80-93%). Các sản phẩm trung gian 1a-1j thu được có các giá trị nhiệt độ nóng chảy và phổ IR phù hợp với các tài liệu đã công bố.(2),(8),(13) Dựa trên các kết quả trên có thể kết luận sơ bộ các sản phẩm trung gian có cấu trúc phù hợp để tiến hành phản ứng đóng vòng 1,3,4oxadiazol trong giai đoạn 2. Tổng hợp các dẫn chất 1,3,4-oxadiazol (2a-2j) 2-phenyl-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4-oxadiazol (2a) C13H9N3O, Ptl: 223,23. Hiệu suất 22%. Tinh thể màu vàng nhạt. Điểm chảy: 137-139 oC. SKLM: Rf = 0,7 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,7 (cloroform-methanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 1606 (C=N); 1549 (C=C); 1448 (C-O-C). 1HNMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,87 (d, J = 3,5 Hz, 2H, H-pyridin), 8,18-8,16 (m, 2H, HAr), 8,07 (dd, J = 4,5 Hz, J = 1,6 Hz, 2H, Hpyridin), 7,69-7,64 (m, 3H, H-Ar). MS (APCI): [M+H]+ dự kiến: 224,23; [M+H]+ tìm thấy: m/z = 224,48 (base peak). 2-(3’-nitrophenyl)-5-(pyridin-4-yl)-1,3,4-oxadiazol (2b) C13H8N4O3, Ptl: 268,23. Hiệu suất 29%. Tinh thể màu trắng. Điểm chảy: 214-216 oC. SKLM: Rf = 0,5 (aceton-toluen, 1:1); Rf = 0,8 (cloroformmethanol, 9,5:0,5). IR (ATR, ν cm-1): 1605 (C=N); 1567 (C=C); 1413 (C-O-C); 1354 (NO2). 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, δ ppm): 8,89-8,87 (m, 3H, 2H-pyridin, 1H-Ar), 8,60 (d, J = 7,5 Hz, 1H, HAr), 8,20 (d, J = 8,0 Hz, 1H, H-Ar), 8,14 (d, J = 6,0 Hz, 2H, H-pyridin), 7.98-7,95 (m, 1H, H-Ar). MS 489