Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng nấm của một số base schiff sulfanilamid

Chia sẻ: Hạnh Thơm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết với mục tiêu nhằm khảo sát các điều kiện phù hợp cho phản ứng tổng hợp base schiff từ sulfanilamid và các aldehyd thơm, khảo sát hoạt tính trên một số chủng nấm men và nấm da của các chất tổng hợp được, phân tích mối liên quan cấu trúc - hoạt tính.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng nấm của một số base schiff sulfanilamid

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 NẤM CỦA MỘT SỐ BASE SCHIFF SULFANILAMID Nguyễn Trần Trung Hiếu*, Nguyễn Đức Tài**, Nguyễn Đinh Nga*, Huỳnh Thị Ngọc Phương* TÓM TẮT Mở đầu: Trong bối cảnh tỷ lệ và tính trầm trọng của các bệnh nhiễm nấm ngày gia tăng do sự đề kháng thuốc, việc tìm kiếm các thuốc kháng nấm mới là một vấn đề cấp thiết. Nghiên cứu này tiến hành tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng nấm của một số base Schiff đi từ sulfanilamid, tìm ra một số mối liên quan cấu trúc – hoạt tính, góp phần cho các nghiên cứu phát triển thuốc sau này. Mục tiêu nghiên cứu: Khảo sát các điều kiện phù hợp cho phản ứng tổng hợp base Schiff từ sulfanilamid và các aldehyd thơm. Khảo sát hoạt tính trên một số chủng nấm men và nấm da của các chất tổng hợp được. Phân tích mối liên quan cấu trúc – hoạt tính. Đối tượng – Phương pháp nghiên cứu: Thực hiện phản ứng ngưng tụ giữa sulfanilamid và các aldehyd thơm trong các điều kiện dung môi, tỷ lệ mol, nhiệt độ và xúc tác thay đổi. Thử sơ bộ hoạt tính kháng nấm bằng phương pháp khuếch tán qua đĩa giấy và xác định giá trị nồng độ tối thiểu ức chế (MIC) bằng phương pháp vi pha loãng. Kết quả: Tổng hợp được 10 base Schiff, trong đó có chất BS3 có hoạt tính ức chế trên Candida albicans, Candida glabrata, Candida tropicalis với MIC lần lượt là 64, 32, 64 µg/ml. Kết luận: Các phản ứng tổng hợp có thể thực hiện trong dung môi methanol, ethanol ở nhiệt độ phù hợp, phản ứng xảy ra dễ dàng khi có xúc tác acid acetic. Hoạt tính kháng nấm có liên quan đến nhóm thế 5-bromo trong phân tử BS3. Từ khóa: base Schiff, sulfanilamid, kháng nấm ABSTRACT SYNTHESIS AND EVALUATION OF ANTIFUNGAL ACTIVITY OF A NUMBER OF SCHIFF BASES OF SULFANILAMIDE Nguyen Tran Trung Hieu, Nguyen Duc Tai, Nguyen Dinh Nga, Huynh Thi Ngoc Phuong * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Supplement Vol. 22 - No 1- 2018: 481 - 485 Background: In the context of increased rates and levels of fungal infections, the development of new antifungal agents is a matter of urgency. In the study, the antifungal activity of a number of Schiff bases derived from sulfanilamide and found some structure-activity relationships, contributing to subsequent drug development studies. Objectives: Investigate suitable conditions for Schiff base synthesis from sulfanilamide and aromatic aldehyde. Study antifungal activity of synthesized compounds on some yeast and dermatophyte. Analyze some structure-activity relationships. Methods: Perform condensation reactions between sulfanilamide and aromatic aldehydes in different solvent conditions, molar proportions, temperatures and catalytic. Carry out preliminary test of antifungal activity by disk diffusion method and minimum inhibitory concentration (MIC) calculating by microdilution. *Khoa Dược, Đại học Y Dược TP.HCM **Đại học quốc tế Hồng Bàng TP.HCM Tác giả liên lạc: PGS. TS. Huỳnh Thị Ngọc Phương ĐT: 0908772118Email: ngocphuonghuynhthi@gmail.com Chuyên Đề Dƣợc 481 Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Results: 10 Schiff bases were synthesized. Among them, BS3 compound has significant inhibitory activity on Candida albicans, Candida glabrata, and Candida tropicalis with MIC of 64, 32 and 64 µg/ml respectively. Conclusion: The condensation reactions can be carried out in methanol solvent, ethanol at appropriate temperature, the reaction is easier when using acetic acid as a catalyst. Antifungal activity is related to the 5bromo substituent in the BS3 molecule. Key words: Schiff base, sulfanilamide, antifungal ĐẶT VẤN ĐỀ Từ những năm 60 của thế kỷ XX, các bệnh nhiễm nấm phát triển mạnh mẽ, và dần trở thành một mối đe dọa thật sự nghiêm trọng đối với toàn cầu cho đến tận ngày nay. Tỷ lệ nhiễm và mức độ nghiêm trọng của bệnh nhiễm nấm tăng lên một cách đ{ng kể trong những năm gần đ}y, đặc biệt trong các trường hợp hệ miễn dịch bị suy giảm(4). Mặc dù việc nghiên cứu các thuốc kháng nấm đã được phát triển nhưng vẫn chưa đ{p ứng được sự gia tăng rất nhanh của các bệnh nhiễm nấm. Bên cạnh đó, sự đề kháng với các thuốc kháng nấm có xu hướng ngày càng gia tăng(2). Base Schiff là một trong những nhóm cấu trúc thể hiện hoạt tính sinh học đa dạng. Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra hoạt tính kháng nấm của nhóm hợp chất này(1,3). Nhằm góp phần vào việc tìm kiếm các tác nhân kháng nấm mới, chúng tôi thực hiện đề tài “Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng nấm của một số base Schiff sulfanilamid” với mục tiêu: - Tổng hợp một số base Schiff sulfanilamid từ phản ứng ngưng tụ của sulfanilamid với các dẫn chất aldehyd thơm và dị vòng thơm. - Thử hoạt tính của tất cả các chất tổng hợp được trên một số chủng vi nấm. Từ kết quả in vitro, phân tích mối quan hệ cấu trúc-hoạt tính. ĐỐI TƢỢNG-PHƢƠNGPHÁP NGHIÊNCỨU Đối tƣợng nghiên cứu Tất cả nguyên liệu tổng hợp gồm sulfanilamid và 10 dẫn chất aldehyd thơm, dị vòng thơm được cung cấp bởi Acros organics, Merck, Aldrich, Fisher chemical. 482 Xác định nhiệt độ nóng chảy trên máy Stuart SMP10. Phổ UV được đo trên máy UV-2010 Hitachi, JAPON. Phổ IR được đo trên máy FTIR 8101 (SHIMADZU). Phổ 1H-NMR ghi bằng máy Bruker (500 MHz) ở 25 ºC với chuẩn nội là TMS (tetramethylsilan). Các chủng vi nấm thử nghiệm được cung cấp bởi bộ môn Vi-Ký Sinh Khoa Dược, ĐH Y Dược TpHCM. Phƣơng pháp tổng hợp Các base Schiff được tổng hợp từ phản ứng ngưng tụ giữa sulfanilamid và các dẫn chất aldehyd thơm, dị vòng thơm theo sơ đồ sau: Sơ đồ tổng hợp một số base Schiff sulfanilamid. Phƣơng pháp thử hoạt tính kháng nấm Thử hoạt tính kháng nấm của các base Schiff tổng hợp được trên các chủng nấm men (Candida albicans, Candida glabrata, Candita tropicalis) và nấm da (Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes). Sử dụng phương pháp khuếch tán qua đĩa giấy để xác định sơ bộ hoạt tính của các chất. Những chất có hoạt tính sẽ được xác định giá trị nồng độ tối thiểu ức chế (MIC) bằng phương pháp vi pha loãng. Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 KẾT QUẢ Kết quả tổng hợp BS1: 4-(benzylidenamino)-benzensulfonamid: C13H12N2O2S. Ptl: 260,06. Hiệu suất 70%. Tinh thể hình kim, màu trắng. Điểm chảy 188 – 190 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 205; 267. IR (KBr) ν cm-1: 1606 (C=N). MS: m/z = 259,05 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 8,64 (s, 1H, CH=N); 7,97 (d, 2H, HAr, J = 7,5 Hz); 7,87 (d, 2H, HAr, J = 7,5 Hz); 7,58-7,53 (m, 3H, HAr); 7,40 (d, 2H, HAr, J = 7,5 Hz); 7,36 (s, 2H, NH2). BS2: 4-((2-hydroxybenzyliden)-amino)benzensulfonamid: C13H12N2O3S. Ptl: 276,06. Hiệu suất 70%. Tinh thể hình kim, màu vàng. Điểm chảy 212 – 214 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 270,5. IR (KBr) ν cm-1: 1617 (C=N); 1312 (SO2-). MS: m/z = 275,04 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSOD6, 500 MHz) δ 12,62 (s, 1H, O-H); 8,99 (s, 1H, CH=N); 7,89 (d, 2H, HAr, J = 8 Hz); 7,71 (d, 1H, HAr, J = 7,5 Hz); 7,56 (d, 2H, HAr), 7,46 (t, 1H, HAr); 7,38 (s, 2H, NH2); 7,02-6,98 (m, 2H, HAr). BS3: 4-((5-bromo-2hydroxybenzyliden)amino)benzensulfonamid: C13H11BrN2O3S. Ptl: 355,97. Hiệu suất 70%. Tinh thể hình kim, màu cam. Điểm chảy 217 – 219 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 265; 237. IR (KBr) ν cm-1: 1616 (C=N); 1336 (-SO2-). MS: m/z = 354,95 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 12,50 (s, 1H, O-H); 8,94 (s, 1H, CH=N); 7,91 (d, 1H, HAr, J = 2,5 Hz); 7,89 (d, 2H, HAr, J= 8,5 Hz); 7,59 (dd, 1H, HAr, J1 = 9 Hz, J2 = 2,5 Hz); 7,54 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,39 (s, 2H, NH2); 6,98 (d, 1H, HAr, J = 9 Hz). BS4: 4-((2-chlorobenzyliden)-amino)benzensulfonamid: C13H11ClN2O2S. Ptl: 294,02. Hiệu suất 70%. Tinh thể màu trắng xanh. Điểm chảy 195 – 196 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 264,5. IR (KBr) ν cm-1: 1621 (C=N); 1328 (-SO2-). MS: m/z = 293,01 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 8,87 (s, 1H, CH=N); 8,19-8,17 (m, 1H, HAr); 7,87 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,63-7,58 (m, 2H, HAr); 7,53-7,50 (m, 1H, HAr); 7,43 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,38 (s, 2H, NH2). Chuyên Đề Dƣợc Nghiên cứu Y học BS5: 4-((2-chloro-6fluorobenzyliden)amino)-benzensulfonamid: C13H10ClFN2O2S. Ptl: 312,01. Hiệu suất 70%. Tinh thể màu trắng xám. Điểm chảy 202 – 205 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 262. IR (KBr) ν cm-1: 1617 (C=N); 1340 (-SO2-). MS: m/z = 311,00 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 8,74 (s, 1H, CH=N); 7,89 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,62-7,58 (m, 1H, HAr); 7,48 (d, 1H, HAr, J = 8 Hz); 7,41-7,38 (m, 4H, 2HAr + NH2). BS6: 4-((4-(benzyloxy)benzyliden)amino)benzensulfonamid: C20H18N2O3S. Ptl: 366,10. Hiệu suất 70%. Tinh thể màu trắng. Điểm chảy 217 – 219 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 205; 281; 313,5. IR (KBr) ν cm-1: 1627 (C=N). MS: m/z = 365,10 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 8,55 (s, 1H, CH=N); 7,91 (d, 2H, HAr, J = 9 Hz); 7,84-7,82 (m, 2H, HAr); 7,48 (d, 2H, HAr, J = 7,5 Hz); 7,41 (t, 2H, HAr, J= 7,5 Hz); 7,36-7,34 (m, 3H, HAr); 7,32 (s, 2H, NH2); 7,17 (d, 2H, HAr, J = 9 Hz); 5,21 (s, 2H, -CH2-). BS7: 4-((4-(dimethylamino)-benzyliden)amino)-benzensulfonamid: C15H17N3O2S. Ptl: 303,10. Hiệu suất 70%. Tinh thể màu vàng. Điểm chảy 195 – 198 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 205; 257; 366; 375. IR (KBr) ν cm-1: 1605 (C=N); 1330 (SO2-). MS: m/z = 326,07 [M+Na]⁺. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 8,42 (s, 1H, CH=N); 7,81 (d, 2H, HAr, J = 8 Hz); 7,76 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,32-7,29 (m, 4H, 2HAr + NH2); 6,79 (d, 2H, HAr, J = 9 Hz); 3,02 (s, 6H, N(CH3)2). BS8: 4-((furan-2-yl-methylen)-amino)benzensulfonamid: C11H10N2O3S. Ptl: 250,04. Hiệu suất 70%. Tinh thể màu vàng. Điểm chảy 189 – 190 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 204; 318. IR (KBr) ν cm-1: 1627 (C=N); 1329 (-SO2-). MS: m/z = 249,03 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 8,46 (s, 1H, CH=N); 8,00 (s, 1H, HFur); 7,83 (d, 2H, HAr, J =8,5 Hz); 7,38 (d,2H, H3-H5, J = 8,5 Hz); 7,34 (s, 2H, NH2); 7,24 (d, 1H, HFur, J = 3,5 Hz); 6,75 (m, 1H, HFur). BS9: 4-((thiophen-2-yl-methylen)-amino)benzensulfonamid: C11H10N2O2S2. Ptl: 266,02. Hiệu suất 70%. Tinh thể màu trắng xanh. Điểm 483 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Nghiên cứu Y học chảy 183 – 185 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 267; 319,5. IR (KBr) ν cm-1: 1609 (C=N); 1324 (-SO2-). MS: m/z = 265,02 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 8,81 (s, 1H, CH=N); 7,88 (d, 1H, HThio, J = 5 Hz); 7,85 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,75 (m, 1H, HThio); 7,39 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,35 (s, 2H, NH2); 7,25 (m, 1H, HThio). BS10: 4-((pyridin-3-yl-methylen)-amino)benzensulfonamid: C12H11N3O2S. Ptl: 261,06. Hiệu suất 70%. Tinh thể màu vàng nâu. Điểm chảy 191 – 194 ℃. UV-Vis (MeOH) λmax nm: 204; 256. IR (KBr) ν cm-1: 1623 (C=N); 1332 (-SO2-). MS: m/z = 260,05 [M-H]ˉ. 1HNMR (DMSO-D6, 500 MHz) δ 9,09 (s, 1H, HPyr); 8,74 (m, 2H, HPyr + CH=N); 8,34 (d, 1H, HPyr, J = 8 Hz); 7,88 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,59-7,56 (m, 1H, HPyr); 7,43 (d, 2H, HAr, J = 8,5 Hz); 7,37 (s, 2H, NH2). Kết quả thử kháng nấm Hoạt tính kháng nấm của các chất thử nghiệm được xác định sơ bộ dựa vào đường kính vòng ức chế. Kết quả được trình bày trong bảng 1. Bảng 1: Kết quả đo đường kính vùng ức chế (mm) Chất thử BS1 BS2 BS3 BS4 BS5 BS6 BS7 BS8 BS9 BS10 Sulfanilamid Candida albicans Candida glabrata Candida tropicalis 21 - 28 - 23 - Trychophyton rubrum + - Trychophyton mentagrophytes + - Ghi chú: (-) Không có vùng ức chế; (+) vùng ức chế < 10 mm. Thử nghiệm MIC sẽ được tiếp tục trên một chất có hoạt tính tương đối (BS3) trên ba chủng nấm men Candida albicans, Candida glabrata, Candida tropicalis. Kết quả trình bày trong bảng 2. Bảng 2: Kết quả thử MIC của base Schiff BS3 trên ba chủng nấm men Chất thử BS3 Ketoconazol Nồng độ tối thiểu ức chế (MIC, µg/ml) Candida Candida Candida albicans glabrata tropicalis 64 32 64 12,8 6,4 6,4 BÀN LUẬN sulfanilamid, nhóm thế p-aminosulfonyl có hiệu ứng hút điện tử mạnh làm cho mật độ điện tử trên N của nhóm amin giảm, điều này không thuận lợi cho quá trình ngưng tụ tạo base Schiff. Do đó, để phản ứng xảy ra, phải gia nhiệt cho bình phản ứng (đun hồi lưu hoặc 50-60 ºC) trong thời gian dài (4-6h hoặc 10-12h). Đối với các aldehyd dị vòng, thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao (> 80 ºC) sẽ sinh ra nhiều tạp do đó nhiệt độ phản ứng được khống chế trong khoảng 50-60 ºC. Tính chất của nguyên liệu cũng ảnh hưởng Phản ứng tổng hợp các base Schiff đến việc lựa chọn dung môi thực hiện phản ứng. Base Schiff là sản phẩm của phản ứng ngưng tụ giữa nhóm amin và nhóm aldehyd xảy ra theo cơ chế cộng ái nhân và tách nước. Phản ứng xảy ra dễ dàng khi mật độ điện tử trên N của nhóm amin càng lớn(5). Trong cấu trúc của Các phản ứng ngưng tụ được thực hiện trong 484 dung môi ethanol hoặc methanol tùy vào độ tan của các nguyên liệu trong dung môi này. Do đó phản ứng của các aldehyd dị vòng thực hiện Chuyên Đề Dƣợc Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 trong dung môi methanol trong khi các aldehyd khác thực hiện trong ethanol. Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi cho thêm 1-2 giọt acid acetic làm xúc tác, nếu cho nhiều acid acetic, base Schiff tạo thành sẽ bị thủy phân nhanh thành aldehyd và amin ban đầu làm cho hiệu suất phản ứng giảm. Với tỷ lệ mol aldehyd – amin là 1:1, khi phản ứng kết thúc, cả hai nguyên liệu aldehyd và amin đều còn lại rất ít, kết tủa sản phẩm bằng cách làm lạnh bình phản ứng. Tinh chế sản phẩm bằng phương pháp kết tinh lại trong dung môi ethanol – nước hoặc methanol – nước. Hiệu suất trung bình (sau tinh chế) 70%. Liên quan cấu trúc – hoạt tính Nghiên cứu Y học chỉ đóng vai trò tăng tính thân nước, làm thay đổi hoạt tính của BS3. KẾT LUẬN Nhằm góp phần tìm kiếm các chất kháng nấm mới, đề tài đã tổng hợp được 10 base Schiff từ sulfanilamid và các dẫn chất aldehyd thơm và dị vòng thơm. Khảo sát được các điều kiện cho phản ứng diễn ra tốt nhất và tinh chế sản phẩm bằng phương pháp đơn giản (không dùng sắc ký cột). Từ kết quả thử nghiệm in vitro, một vài nhận xét quan trọng về mối quan hệ cấu trúc – hoạt tính kháng nấm trên các chủng thử nghiệm được đề nghị. Các kết quả trên có thể sử dụng trong các nghiên cứu tiếp theo góp phần vào việc phát triển các thuốc kháng nấm mới. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. 2. Trong các base Schiff tổng hợp được, chỉ có BS3 có hoạt tính trên các chủng thử nghiệm, điều đó chứng tỏ nhóm thế gắn trên vòng A quyết định đến hoạt tính của các dẫn chất trên. So sánh cấu trúc của BS2 và BS3, cả hai chất đều có nhóm 2-hydroxy trên vòng A tuy nhiên hợp chất BS2 không có hoạt tính kháng nấm, điều này chứng tỏ nhóm thế 2-hydroxy không phải là nhóm quyết định hoạt tính. Do đó hoạt tính kháng nấm của BS3 có liên quan đến sự hiện diện của nhóm thế 5-bromo hoặc liên quan đến sự hiện diện đồng thời của cả hai nhóm 5-bromo và 2-hydroxy. Mặt khác, nhóm 2-hydroxy có thể Chuyên Đề Dƣợc 3. 4. 5. Cleiton MS et al (2010). Schiff bases: A short review of their antimicrobial activities. Review Journal of Advanced Research. 2011(2): 1–8. Kontoyiannis DP and Lewis RE(2002). Antifungal drug resistance of pathogenic fungi. Lancet (London, England). 359: 1135-1144. Ozlem O et al (2015). Synthesis and antimicrobial activities of new higher amino acid Schiff base derivatives of 6aminopenicillanic acid and 7- aminocephalosporanic acid. Journal of Molecular Structure. 1106 (2016): 181-191. Patrick V et al (2011). Antifungal resistance and new strategies to control fungal infections. International Journal of Microbiology. 2012: 1-26. Th{i Doãn Tĩnh (2006), Hợp chất oxo (aldehyd – ceton). In: Th{i Doãn Tĩnh. Cơ sở hóa học hữu cơ, tập 2, tr 284-288. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. Ngày nhận bài báo: 18/10/2017 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 01/11/2017 Ngày bài báo được đăng: 15/03/2018 485