XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA LUTEOLIN VÀ DẪN XUẤT

I XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA LUTEOLIN VÀ DẪN XUẤTI.1 Xác định cấu trúc của luteolin Thực hiện phản ứng với biện pháp chưng hồi lưu thông thường và phản ứng trong lò vi sóng cho kết quả như sa

I XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA LUTEOLIN VÀ DẪN XUẤT

I.1 Xác định cấu trúc của luteolin

Thực hiện phản ứng với biện pháp chưng hồi lưu thông thường và phản ứng trong lò

vi sóng cho kết quả như sau:

Bảng 1 So sánh giữa phương pháp thường với phương pháp có sử dụng lò vi sóng

Phương

pháp

Khối lượng rutin (gram)

Khối lượng sản phẩm thô (gram)

Hiệu suất thô (%)

Độ sạch tinh chế (%)

Thời gian phản ứng (giờ)

Đun hồi

lưu

thường

Hồi lưu

trong lò

vi sóng

Như vậy trong hai phương pháp được tiến hành thì phương pháp có sử dụng lò vi sóng đạt hiệu suất cao hơn, thời gian phản ứng ngắn hơn Điều này là do nhiệt độ của lò

vi sóng cao, kích thích các phân tử dao động mạnh hơn, nên khả năng phản ứng giữa các tác chất dễ xảy ra, và nhanh hơn

- Sản phẩm thu được có dạng bột màu vàng, tnc = 331−334°C (t°

nc= 330−331°C theo [45])

- Độ sạch > 97% (phụ lục 2)

- Phổ UV−Vis (đo trong methanol) (phụ lục 1) có ba mũi cực đại tại λ = 347 nm, λ = 267

nm và λ = 253 nm

- Phổ IR (cm−1) (phụ lục 3): 3505 cm−1 (−OH), 3100−3000 cm−1 (CH , vòng thơm), 1655

cm−1 (C=O liên kết hidro nội phân tử), 1611 cm−1 (giãn −C=C− vòng thơm), 1267 cm−1

(giãn nhóm −C−OH)

- Khối phổ HRMS (phụ lục 4) cho thấy peak ion phân tử m/z [M+H]+ 287,0541 theo tính

toán tương ứng với công thức phân tử C15H10O6 m/z [M+H]+ 287,055015

- Phổ 1H−NMR (DMSO, δ ppm) (phụ lục 5), 13C−NMR (DMSO, δ ppm) (phụ lục 6,7)

O

O

OH

HO

OH OH

1 2

3 4

5

6

7

8

9

10

1 '

2' 3 '

4 '

5 '

6 '

+ Phổ 1H−NMR (DMSO, δ ppm) cho tín hiệu tại 12,96 ppm là tín hiệu cộng hưởng đặc trưng của proton nhóm −OH tại C−5 có liên kết hidro nội phân tử với O của nhóm cacbonyl tại C−4 của hợp chất flavone Tín hiệu tại 6,19 ppm (1H, d, J6 − 8 = 2 Hz, H−6) và 6,44 ppm (1H, d, J8 − 6 = 2 Hz, H−8) là của 2 proton vòng thơm ghép cặp vị trí

meta với nhau ở vòng A của khung flavone Tín hiệu tại 7,39 ppm (1H, d, J2 ′− 6 ′ = 2,2 Hz, H−2′), 6,89 ppm (1H, d, J5 ′− 6 ′ = 8,25 Hz, H−5′), 7,41 ppm (1H, dd, J6 ′− 2 ′ = 2,2 Hz và J6 ′− 5 ′ = 8,25 Hz, H−6′), là 3 proton ghép cặp với nhau trên vòng B của khung flavone trong đó

H−2′ và H−6′ ghép cặp ở vị trí meta, H−5′ và H−6′ ghép cặp ở vị trí ortho, kết quả này

phù hợp với sự có mặt của hai nhóm −OH gắn trên C−3′ và C−4′, tín hiệu tại 6,66 ppm (1H, s, H−3), và tín hiệu 3 nhóm −OH gắn vào các vị trí C−7 (10,79 ppm), C−3′ (9,89 ppm ), C−4′ (9,38 ppm)

+ Phổ 13C−NMR (DMSO, δ ppm) xuất hiện tín hiệu cộng hưởng của 15 carbon trong đó có một C của C = O (181,62 ppm) ở vị trí C−4 đồng thời chứng tỏ sự tồn tại của nối đôi C−2 và C−3 do nếu không có nối đôi thì độ dời hoá học của C−4 tăng lên 197 ppm, 14 carbon nằm ở vùng trường từ 93−164 ppm gồm có 6CH (δ 93,81; 98,81; 102,87; 103,69; 113,38) và 9 C bậc bốn (δ 163,89; 181,62; 161,47; 164,09; 157,28; 103,69; 121,53; 145,72; 149,67) Kết quả được trình bày ở bảng 2

Bảng 2 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất luteolin

Vị trí C/H 1H−NMR δ ppm (số H; dạng mũi; J = Hz) 13C−NMR δ ppm

1′ 121,53

2′ 7,39 (1H; d; J2 ′− 6 ′ = 2,2 Hz) 116,01

5′ 6,89 (1H; d; J5 ′− 6 ′ = 8,25 Hz) 113,38

6′ 7,41 (1H; dd; J6 ′− 2 ′ = 2,2 Hz; và J6 ′− 5 ′ = 8,25 Hz) 118,95

OH

(5,7,3′,4′) 12,96; 10,79; 9,89; 9,38

Hình 5 Sản phẩm luteolin, TLC ( hệ CHCl 3:CH 3 OH = 90: 10; R f = 0,33)

I.2 Xác định cấu trúc của 3′,4′,5,7− tetraacetoxyflavone (Ký hiệu LAT)

- Sản phẩm thu được có dạng hình kim màu trắng, tnc(°C) = 223−225°C

- Độ sạch đạt >90% (phụ lục 8)

- Phổ IR (cm−1) (phụ lục 9): 2938 (−CH3), 3069 (=CH−, vòng benzene), 1772 (C=O ester), 1639 (C=O), 1373 (O−CO−CH3), 1205 (−C−O−) So sánh với phổ IR của luteolin cho thấy phổ IR của LAT xuất hiện mũi mạnh ở 1772, điều này chứng tỏ sự xuất hiện của nhóm C=O ester

- Khối phổ HRMS (phụ lục 10) cho thấy peak ion phân tử m/z [M+H]+ 455,0999 theo tính toán tương ứng với công thức phân tử C23H18O10 m/z [M+H]+ 455,097273

- Phổ 1H−NMR (DMSO, δ ppm) (phụ lục 11, 12), 13C−NMR (DMSO, δ ppm) (phụ lục

13, 14)

Các giá trị phổ thu được cho thấy không có sự thay đổi nhiều về cấu trúc khung flavone Trên phổ 1H−NMR có sự xuất hiện thêm các tín hiệu proton của nhóm methyl

−CH3 (2,32−2,51 ppm), không thấy sự xuất hiện các tín hiệu proton của nhóm −OH; Trên phổ 13C−NMR xuất hiện thêm các tín hiệu cộng hưởng của C nhóm carbonyl (167,90−168,72 ppm), các tín hiệu cộng hưởng của C nhóm −CH3 (20,25−20,81 ppm), đồng thời do ảnh hưởng của các nhóm >C=O nên các C ở các nhóm CH chuyển dời lệch

về phía vùng trường thấp hơn, trong đó nhóm C−6 và C−8 bị lệch về phía trường thấp lớn nhất từ 10−14 ppm, do ảnh hưởng của 2 nhóm >C=O gắn vào 2 vị trí C−5 và C−7, điều này cho thấy các nhóm −OH đã bị thay thế hết Và số lượng C xuất hiện trên phổ 13C là

23 phù hợp với công thức phân tử, phổ 1H cũng trùng khớp với công thức cấu tạo

C23H18O10

O O

O C

C C

O

CH3

O

H3C

O

H3C

O C O

CH3

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 1'

2 '

3 ' 4 '

5 '

6 '

Từ các dữ liệu trên cho phép ta kết luận sản phẩm thu được là 3′,4′,5,7−tetraacetoxyflavone (ký hiệu LAT)

Bảng 3 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất LAT

Vị trí C/H 1H−NMR δ ppm (số H; dạng mũi; J = Hz) 13C−NMR δ ppm

2′ 8,04 (1H; d; J2 ′− 6 ′ = 2 Hz) 121,87

5′ 7,50 (1H; d; J5 ′− 6 ′ = 9 Hz) 124,48

6′ 8,05 (1H; dd; J6 ′− 2 ′ = 2 Hz, và J6 ′− 5 ′ = 9 Hz) 124,89

Hình 6 Sản phẩm LAT, TLC ( hệ CHCl 3:CH 3 OH = 99: 1, R f = 0,23)

Bàn luận

- Do phenol không tham gia phản ứng ester hoá trực tiếp với acid carboxylic trong

điều kiện có xúc tác acid do hằng số cân bằng của phản ứng ester hoá giữa acid acetic và phenol rất nhỏ Vì thế mà các ester của phenol được điều chế nhờ vào phản ứng ester hoá giữa phenol và các dẫn xuất của acid

- Phản ứng ester hoá giữa phenol và acid anhydride có thể được tiến hành dễ dàng với sự có mặt của xúc tác acid hoặc trong môi trường kiềm

- Trong môi trường kiềm yếu, luteolin chuyển thành dạng anion (ký hiệu ArO−) có tính ái nhân mạnh hơn so với phenol, làm tăng khả năng tấn công vào nguyên tử carbon trong nhóm carbonyl của acid anhydride, phản ứng xảy ra theo cơ chế SN

H3C C

O O

C

O

CH3

H3C C

O O

O

CH3

O

-Ar

H3C

C

O O Ar

- O

C

O

CH3

-+

I.3 Xác định cấu trúc 3′,4′,5,7− tetramethoxyflavone (ký hiệu LMT)

- Sản phẩm thu được có dạng bột vàng ánh xanh, tnc(°C) = 192−194°C

- Phổ IR (cm−1) (phụ lục 16): 3085 (=CH−, vòng benzene), 2840−2943 (−CH3), 1605 (C=C thơm), 1163 (−C−O−C−)

- Độ sạch >99% (sắc ký đồ HPLC, phụ lục 15)

- Khối phổ HRMS (phụ lục 17) cho thấy peak ion phân tử m/z [M+H]+ 343,1135 theo tính

toán tương ứng với công thức phân tử C19H18O6 m/z [M+H]+ 343,117615

- Phổ 1H−NMR (DMSO, δ ppm) (phụ lục 18, 19) , 13C−NMR (DMSO, δ ppm) (phụ lục

20, 21)

Kết quả phổ thu được so với kết quả phổ của luteolin cho thấy có sự xuất hiện tín hiệu proton của −CH3 ở 3,82−3,90 ppm (tín hiệu này xuất hiện ở trường thấp hơn so với tín hiệu proton R−CH3 của alkan 0,7−1,3, do nhóm này gắn trực tiếp vào O nên có sự dịch chuyển về vùng trường thấp hơn), các tín hiệu proton của nhóm −OH biến mất Trên phổ 13C xuất hiện tín hiệu cộng hưởng của C nhóm −CH3 (55,65−55,99 ppm)

O O

O CH3

H3C

H3C

O CH3

1 2 3 4 5

6

7 8 9

10 1'

2 '

3 ' 4 '

5 '

6 '

Bảng 4 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất LMT

Vị trí C/H 1H−NMR δ ppm (số H; dạng mũi; J=Hz) 13C−NMR δ ppm

2 160,20

2′ 7,52 (1H; d; J2 ′− 6 ′ = 2 Hz) 109,11

5′ 7,09 (1H; d; J5 ′− 6 ′ = 8,5 Hz) 111,64

6′ 7,63 (1H; dd; J6 ′− 2 ′ = 2 Hz và J6 ′− 5 ′ = 8,5 Hz) 119,27

Qua kết quả phân tích phổ HRMS, 1H, phổ 13C cho thấy kết quả số liệu phù hợp cho phép ta kết luận đây là hợp chất 3′,4′,5,7−tetramethoxyflavone (Ký hiệu LMT)

Hình 7 Sản phẩm LMT, TLC ( hệ CHCl 3:CH 3 OH = 98: 2, R f = 0,28)

I.4 Xác định cấu trúc 3′,4′,5,7− tetraallyloxyflavone (ký hiệu LAB)

- Sản phẩm thu được có dạng bột vàng nhạt, tnc(°C) = 100−107°C

- Phổ IR (cm−1) (phụ lục 23): 3068 (=CH−, vòng benzene), 2982−2920−2863 (−CH2−),

1599 (C=C thơm), 1179 (−C−O−C−)

- Độ sạch >94% (phụ lục 22)

- Khối phổ HRMS (phụ lục 24) cho thấy peak ion phân tử m/z [M+H]+ 447,1821 theo tính

toán tương ứng với công thức phân tử C27H26O6 m/z [M+H]+ 447,180215

- Phổ 1H−NMR (DMSO, δ ppm) (phụ lục 25, 26, 27), 13C−NMR (DMSO, δ ppm), (phụ lục 28, 29, 30) kết hợp với phổ DEPT (phụ lục 31, 32)

Các giá trị phổ NMR thu được của hợp chất không thay đổi nhiều về cấu trúc khung flavone, chỉ có một số điểm khác biệt là trên phổ 1H−NMR có sự xuất hiện tín hiệu proton của nhóm thay thế −OH bằng −OR gồm có các nhóm −CH2− (4,64−4,72 ppm),

−CH= (6,02−6,12 ppm), =CH2 (5,28−5,69 ppm); trên phổ 13C−NMR xuất hiện thêm tín hiệu cộng hưởng của C nhóm −O−CH2− (68,84−69,19 ppm), của C nhóm −CH= (132,81−133,68 ppm), của C nhóm CH2= (116,94−118,09 ppm)

O O

C

C

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 1'

2 '

3 '

5 '

6 '

C

C

C

C

CH2

CH2

H2C

H2C

H

H

H

H

H

H

H H

H

H

H H

4 '

Bảng 5 Dữ liệu phổ NMR, DEPT của hợp chất LAB

Vị trí C/H

1H−NMR δ ppm (số H;

dạng mũi; J=Hz)

13C−NMR δ ppm

DEPT 90

DEPT

135 Kết luận

dương

Mũi dương =CH−

6 6,53 (1H; d; J6 − 8 = 2,5Hz) 97,59 Mũi

dương

Mũi dương =CH−

8 6,87 (1H; d; J8 − 6 = 2,5Hz) 94,31 Mũi

dương

Mũi dương =CH−

2′ 7,57 (1H; d; J2 ′− 6 ′ = 2 Hz) 111,19 Mũi Mũi =CH−

dương dương

5′ 7,13 (1H; d; J5 ′− 6 ′ = 8,5 Hz) 113,46 Mũi

dương

Mũi dương =CH−

6′ 7,61 (1H; dd; J6 ′− 2 ′ = 2 Hz

và J6 ′− 5 ′ = 8,5 Hz) 119,48

Mũi dương

Mũi dương =CH−

−CH2−x4 4,64−4,72 (8H) 68,84−69,19 Biến mất Mũi âm O−CH2−

−CH= x4 6,02−6,12 (4H) 132,81−133,68 Mũi

dương

Mũi dương −CH=

=CH2 x4 5,28−5,69 (8H) 116,94−118,09 Biến mất Mũi âm =CH2

Hình 8 Sản phẩm LAB, TLC ( hệ CHCl 3:CH 3 OH = 99: 1, R f = 0,25)

Bàn luận:

- Liên kết C−O trong phenol rất bền do hiệu ứng +C của nhóm −OH so với nhân thơm.

Mặt khác tính base của phenol rất yếu, yếu hơn alcol do đôi điện tử tự do trên nguyên tử oxygene đã tham gia liên hợp với nhân thơm Do đó phenol không có khả năng tham gia phản ứng với oxonium cation của alcol được proton hoá trong môi trường acid

- Do đó để tổng hợp ether của phenol có hiệu quả, phải sử dụng tổng hợp ether của Williamson Trong phản ứng này, potassium carbonate đóng vai trò tạo môi trường kiềm yếu, tạo điều kiện cho luteolin chuyển thành dạng anion (ký hiệu ArO−) tham gia phản ứng thế ái nhân với tác nhân ether hoá dimethyl sulfat, và với sự đóng góp hiệu quả của

dung môi lưỡng cực phi proton acetone, làm cho phản ứng xảy ra theo cơ chế SN2 dễ dàng Cơ chế tương tự như phản ứng ester hoá