Tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của 5 (2,4 diclorobenzyliden) rhodanin và dẫn chất

Cùng với các thuốc có nguồn gốc khác, thuốc có nguồn gốc tổng hợp hóa dược đóng vai trò quan trọng và chiếm số lượng lớn trong số các thuốc đẵ được sử dụng.Các dẫn chất của rhodanin là m

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

ĐINH THU HƯƠNG

TÔNG HỢP

VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA

5-(2,4-DICLOROBENZYLIDEN) RHODANIN VÀ DẪN CHẤT

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Dược sĩ KHÓA 2005 - 2010

TS ĐINH THỊ THANH HẢI - Bộ môn Hóa Hữu Cơ - Trường Đại Học Dược Hà Nội, người cô đã luôn quan tâm, tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.

Để có được những kết quả kịp thời, chính xác trong phạm vi khóa luận này tôi xin chân thành cảm ơn sự phối họp, giúp đỡ của:

ThS Đào Thị Nhung - phòng thí nghiệm Hóa vật liệu, khoa Hóa, trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội

ThS Đặng Vũ Lương - phòng nghiên cứu, Viện Hóa học, Trung tâm KH&CN quốc gia

ThS Phan Thị Tuyết Mai - phòng Hóa vật liệu III, khoa Hóa, trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội

PGS.TS Lê Mai Hưo’ng - phòng thực nghiệm sinh học, Viện hóa học các hợp chất thiên nliiên

Và toàn thể các thầy cô, các cán bộ kỹ thuật viên của Bộ môn Hóa Hữu Cơ, các thầy cô giáo trong trường, các phòng ban, thư viện - Trường Đại Học Dược Hà Nội

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đinh và bạn bè đã luôn giúp đỡ và là nguồn động viên tôi trong suốt thời gian vừa qua

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2010

Sinh viên

Đinh Thu Huong

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIỂT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH, s ơ Đ ồ

ĐẶT VẤN Đ È 1

Chương 1 TỎNG Q U A N 2

1.1 Tác dụng sinh học của các dẫn chất rh o d an in 2

1.1.1 Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 2

1.1.2 Tác dụng chống ung thư 7

1.2 Các phản ÚTig tổng hợp rhodanin và dẫn chất 10

1.2.1 Phản ứng tổng họp rhodanin 10

1.2.2 Các phản ứng tổng hợp các dẫn chất base Mannich của 10 rhodanin

1.2.2.1 Phản ứng ngưng tụ các aldehyd thom với rhodanin 10

1.2.2.2 Phản ứng M annich 12

Chương 2 ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 17

2.1 Nguyên liệu 17

2.2 Thiết bị nghiên c ứ u 17

2.3 Phương pháp nghiên cứu 18

3.1.1 Sơ đồ phản ứng chung 19

3.1.2 Tổng hợp 5-(2,4-diclorobenzyliden)rhodanin ( 1 ) 20

3.1.3 Tổng họp một số dẫn chất base Mannich của 5-(2,4- dicloro 21 benzyliden)rhodanin

3.1.3.1 Tổng họp 3-N-(methylpiperazinomethyl)-5-(2,4-dicloro 21 benzyliden)rhodanin (2)

3.1.3.2 Tổng hợp 3-(piperidinomethyl)-5-(2,4-diclorobenzyliden) 22 rhodanin (3)

3.1.3.3 Tổng hợp 3-(/?-cloroanilinomethyl)-5-(2,4-dicloro 23 benzyliden)rhodanin (4)

3.1.3.4 Tổng hợp 3-(p-floroanilinomethyl)-5-(2,4-dicloro 24 benzyliden) rhodanin (5)

3.1.3.5 Tổng hợp 3-(/?-toluidinoanilinomethyl)-5(2,4-dicloro 24 benzyliden)rhodanin (6)

3.1.4 Kết luận 25

3.2 Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc 29

3.2.1 Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng hợp được 29

3.2.2 Xác định cấu trúc của các chất tổng họp được 29

3.2.2.1 Phân tích phổ hồng ngoại 29

3.2.2.2 Phân tích phổ khối lượ ng 31

3.2.23 Phân tích phổ cộng hưởng từ proton (*H-NMR) và phổ 35 cộng hưởng từ hạt nhân ('^C-NMR)

3.3.1 Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm 36

3.3.2 Thử tác dụng kháng dòng tế bào ung thư người 40

3.4 B à n iu ậ n 41

3.4.1 về tổng hợp hóa học 41

3.4.2 về xác định cấu trú c 42

3.4.3 về hoạt tính sinh học 42

KÉT LUẬN VÀ KIÉN N G H Ị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Distortionless enhancement by polaritation transferDimethylformamid

Dimethylsulfoxid

Tế bào ung thư gan ngườiPhổ cộng hưởng từ protonNồng độ ức chế 50% (50% Inhibited concentration)Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)

Khối lượng phân tử

Tế bào ung thư phổiNồng độ ức chế tối thiểu (Minimal inhibitory concentration)

Phổ khối lượng (Mass spectrometry)Khối lượng phân tử

Phổ cộng hưỏng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance spectrometry)

Sắc kí lớp mỏng Tetramethylsilan

Vi sinh vật

Bảng 3.1: Hiệu suất và một số hằng số vật lý của các chất tổng họp 27, 28

được

Bảng 3.2: Tóm tắt kết quả SKLM 29

Bảng 3.3: Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ IR (em ' ) 30

Bảng 3.4: số liệu phổ khối lượng của các chất tổng hợp được 31, 32

Bảng 3.5; số liệu phổ 'H-NMR và ’^C-NMR của chất ( 1 ) 35

Bảng 3.6: Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng n ấ m 39

Bảng 3.7: Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thư n g ư ờ i 41

Hình 3.1 : Sơ đồ phân mảnh của chất (2) 33

Hình 3.2: Sơ đồ phân mảnh của chất (3) 34

Trong cuộc đấu tranh chống bệnh tật, con người luôn tìm tòi, nghiên cứu để tìm ra các thuốc mới có hiệu quả trong phòng và chữa bệnh Cùng với các thuốc có nguồn gốc khác, thuốc có nguồn gốc tổng hợp hóa dược đóng vai trò quan trọng và chiếm số lượng lớn trong số các thuốc đẵ được sử dụng.

Các dẫn chất của rhodanin là một dãy chất được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm cả về tổng họfp hóa học và sàng lọc hoạt tính sinh học để tìm kiếm các chất mới

có hoạt tính sinh học hướng tới ứng dụng trong điều trị Nhiều công trình nghiên cứu đã công bố các dẫn chất của rhodanin có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chổng ung thư rất đáng quan tâm [4], [6-9], [13-17], [20-23], [26-29], [31], [32],

’35], [37] và gần đây nhất là tác dụng ức chế enzym HIV-1 integrase có triển vọng cao trong điều trị HIV-AIDS [25]

Để tiếp tục và phát triển theo hướng nghiên cứu về tổng hợp và sàng lọc hoạt

tính sinh học của các dẫn chất rhodanin, chúng tôi thực hiện đề tài: “Tổng họp và

thử hoạt tính sinh học của 5-(2,4-diclorobenzyliden)rhodanin và dẫn chất” với

1.1 TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÁC DẲN CHẤT RHODANIN

Gần đây, các dẫn chất rhodanin vẫn đang được tiếp tục tổng họp nghiên cứu

về tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm

Năm 1997, Habib NS, Rida SM, Badaway EAM [29] đã tổng họp một số dithiazol và nghiên cửu hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của dãy chất tổng hợp được

Các chủng v s v kiểm định là Staphylococcus aureus, Escherichia coli,

Proteus vulgaris, Candida albicans, Aspergillus niger Ket quả cho thấy các chất

này có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm mạnh với các giá trị MIC tương ứng lần lượt nằm trong khoảng là 0,1 - 0,2 fxg/ml và 0,025 - 0,1 íig/nil

Năm 2003, Pafahl, Magnus Catherine [32] đã tiến hành thử hoạt tính kháng nấm của các dẫn chất 5-benzylidenrhodanin

Tính kháng nấm được thử nghiệm trên Candida albicans, kết quả là các chất

này có hoạt tính kháng nấm mạnh (MIC = 0,5 Ịj,g/ml)

Năm 2004, Orchar Michael, Neuss Charlotte [31] đã tổng hợp một số dẫn chất thiazolidinon và thử hoạt tính kháng nấm của chúng

R4R3NY R2O

Các tác giả người Singapore: Sim, Mui Mui, Ng Sew Bee [35] đã đưa ra nliững thông tin về cơ chế tác dụng kháng khuẩn của các dẫn chất 5-benzyliden

Qx

Y //— (Ch=ch) „ _ch"^'^^®

R = N(CH3)2, C1 R, - H, alkyl n = 0, 1

Tác dụng này có được là do các chất có khả năng ức chế enzym UDB-N-

Acetylmuramate/L-Alanin Ligase của Staphylocuccus aiireus kháng methicillin Tuy nhiên chất này lại không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(-) Escherichia coỉi.

Tại Việt Nam, nhiều dẫn chất của rhodanin cũng đã được tổng hơp và thử hoạt tính sinh học như tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm

Năm 1998, Trương Phương, Huỳnh Thị Nguyên Thủy [13] đã tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 3-salicylaminorhodanin

- N — N H — RCH— c / L

CO -HO

R = -C6H5; -C6H4N(CH3)2 Kết quả là các chất trên có tác dụng trên tất cả các chủng vi khuẩn kiểm định, trong đó mạnh nhất là 4-phenylhydrazon-3-salicylaminorhodanin với MIC = 0,31

R C H =

R = -C6H5; -(CH3)NC6H40H; -C6H4OH

Vi sinh vật kiểm định là các chủng thường gặp trong các bệnh nhiễm khuẩn

da như Staphylococcus aureus, Microsporum gypseum, Escherichia coli, Candida

có tác dụng mạnh trên các chủng vi khuẩn Gr(+) với MIC = 0, 15-0, 5 |xg/ml, tác dụng yểu hay không có tác dụng trên vi khuẩn Gr(-) và vi nấm

Vào năm 2001, các tác giả Nguyễn Quang Đạt, Đinh Thị Thanh Hải, Ngô Mai Anh, Imphea Rhith [4] đã tổng họp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của 5-(5’-nitrofuríuĩyliden)rhodanin và một số dẫn chất base Mannich của nó

albicans, Pseudomonas aeruginosa và cho thấy chúng có tác dụng mạnh, thể hiện

ở MIC = 1 - 1 0 |xg/ml

Gần đây, các tác giả Phùng Anh Thư [17] và Nguyễn Thị Thu Hà [8] đã tổng hợp và thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của một số dẫn chất 5- arylidenrhodanin và base Mannich:

o

R

/-CH

R2

(MIC = 12,5 - 50 ịig/mì).

Năm 2007, các tác giả Nguyễn Quang Đạt, Nguyễn Ngọc Anh, Phạm Thị Hạnh Nguyên, Cao Thị Thúy Ngân [6], [12] đã tổng hợp và thử tác dụng của 5-(m- nitrobenzyliden)rhodanin và một số dẫn chất base Mannich của nó;

-N—CH2— N ^

'R2

NO2

Kết quả nghiên cứu cho thấy phàn lớn các chất này đều có hoạt tính kháng

khuẩn, kháng nấm khá mạnh trên các chủng; Staphylococcus aureus, Fusarium

oxysporum (MIC =25 - 50 |ig/ml).

Cũng trong năm 2007, các tác giả Dương Thị Huyền Châm, Nguyễn Quang Đạt, Đinh Thị Thanh Hải [3] đã tổng họp và thử tác dụng của 5-(p-nitro- benzyliden)rhodanin (1) và 5-(p-fluorobenzyliden)rhodanin (2) và một số dẫn chất base Maiinich của nó:

^ -N — CH2—

R2

Kết quả nghiên cứu cho thấy 9 chất có tác dụng trên 1 chủng vi khuẩn kiểm định

là Staphylococcus aureus và cả 10 chất đều có hoạt tính khá mạnh đối với chủng vi nấm Fusarium oxyporum, ngoài ra 5 chất (4, 7, 8, 9,10) còn có hoạt tính khá mạnh

đối với chủng vi nấm Aspergillus niger (MIC = 12,5 - 50 |ig/ml).

Năm 2009, các tác giả Bùi Đức Trung, Đinh Thị Thanh Hải, Hoàng Thu Trang [19] đã tổng hợp và thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các dẫn chất 5-(p- dimethylaminobenzyliden)rhodanin

, N — ự CH

Ket quả cho thấy chất 5-(/7-dimethylaminobenzyliden)rhodanin (1) có hoạt tính

kháng chủng nấm Candida albicans, chất 3-morpholinomethyl-5-(p-dimethyl

aminobenzyliden)rhodanin (2) có hoạt tính kháng 2 chủng nấm là Candida albicans

và Saccharomyces cerevisỉae.

về cơ chế tác dụng kháng khuẩn, kháng nẩm của các dẫn chất rhodanỉn

Theo một số tài liệu tham khảo, các dẫn chất của rhodanin có khả năng ức chế enzym cần thiết cho chuyển hóa của các vi khuẩn, vi nấm [29], [35] Một số dẫn chất của rhodanin chứa nhóm carbonyl a, ß - không no có khả năng phản ứng với nhóm -SH của các nhóm enzym cần thiết cho chuyển hóa của các vi khuẩn, vi nấm [4], [5], [9], [20],

Các dẫn chất khác của rhodanin có nhóm NO2 trong phân tử, khi bị khử hóa sẽ thành các nhóm hoạt động như nhóm nitroso, nhóm hydroxyamin, nhóm amin Các chất này tưong tác và làm tổn thương ADN của vi khuẩn, vi nấm [4], [7], [9], [10],

[20].

1.1.2 Tác dụng chống ung thư

Ngoài các tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, thời gian gần đây các dẫn chất của rhodanin cũng đã được biết đến với tác dụng chống ung thư ở người Trên thế giới ngày càng có nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này và ứng dụng thực tế của nó

Năm 2004, Al-Shamma Husien, Pfahl Magnus [22] đã tổng hợp các dẫn chất 5-benzylidenrhodanin

ở Việt Nam, năm 2003, các tác giả Đinh Thị Thanh Hải, Nguyễn Quang Đạt,

Lê Mai Hương [9] đã công bố kết quả tổng hợp và tác dụng kháng tế bào ung thư ở người của một số dẫn chất 5-nitrofuran trong đó có 5-(5’-nitro-2’- fìirfuryliden)rhodanin

o.

N02^Chất trên được thử tác dụng Iđiáng tế bào ung thư người trên các dòng tế bào ung thư biểu mô (KB) và tể bào ung thư tử cung (FL) Kết quả là chất này có tính kháng mạnh trên cả hai dòng tế bào ung thư, được thể hiện qua IC50 =1,1 l^g/ml đối với dòng KB và IC50= 0,5 |ig/ml đối với dòng FL

Năm 2007, tác giả Nguyễn Quang Đạt và cộng sự [6] đã công bố kết quả tổng họp và thử tác dụng kháng tể bào ung thư ở người (tế bào ung thư gan (Hep-2)

và ung thư phổi (Lư)) của 5-(m-nitrobezyliden)rhodanin (1) và một dẫn chất base Mannich của nó là 3-piperidinomethyl-5-(m-nitrobenzyliden)rhodanin (2) Kết quả thử cho thấy chất (1) có hoạt tính kháng mạnh cả 2 dòng tế bào ung thư thử nghiệm với IC5o=1,19 ng/ml (Hep-2) và 2,72 |ig/ml (LU); chất (2) có hoạt tính kháng dòng

tế bào ung thư gan với IC50 =3,7 ^g/ml

Cũng trong năm 2007, các tác giả Dương Thị Huyền Châm [3], Nguyễn Quang Đạt, Đinh Thị Thanh Hải đã công bổ kết quả tổng họp và thử tác dụng kháng

dẫn chất base Mannich của nó Kết quả thử nghiệm cho thấy 2 chất (1, 4) có hoạt

tính kháng cả hai dòng tế bào ung thư thử nghiệm với dòng 1 (IC50 = 3 , 3 3 - 4 , 3 2

|ig/ml) và dòng 2 (IC50= 3,93 - 4,61 |ig/ml)

- Giai đoạn 1: Carbondisulíua tác dụng với amoniac thu được muối amoni dithiocarbamat

- Giai đoạn 2: Muối vừa tạo thành cho phản ứng với natri monocloroacetat thu được sản phẩm trung gian Sau đó đóng vòng sản phẩm trung gian bằng cách đun nóng với acid HCl 6N ở 90 - 95°c sẽ tạo thành rhodanin

1.2.2 Phản ứng tổng họp các dẫn chất của rhodanin

Nhân rhodanin có hai khả năng phản ứng để tạo thành dẫn chất:

- Nhóm methylen hoạt động có khả năng ngưng tụ với các aldehyd thơm

Phản ứng ngưng tụ giữa các aldehyd thơm với các hợp chất chứa nhóm methyl en hoạt động thực chất là phản ứng ngưng tụ aldol hỗn hợp [1], [24], [33]

Sơ đồ phản ứng như sau:

❖ Co’ chế phản ứng:

Nhóm methylen ở vị trí 5 của rhodanin rất hoạt động, các nguyên tử hydro ở đây dễ dàng tách ra khỏi carbon (đặc biệt có xúc tác base) và anion (II) hình thành

là một tác nhân ái nhân mạnh

Gọi công thức của rhodanin là R]-CH2-R2 và công thức chung của các aldehyd thơm là Ar-CH=0 Có thể viết cơ chế phản ứng như sau:

lon alcolat (IV) tạo thành lại lấy một proton của HB trả lại xúc tác B '

R2

Ọ ,C H CH

Đã có Iihiều công trình nghiên cứu về phản ứng ngưng tụ của rhodanin và các aldehyd thơm với xúc tác base khác nhau để có hiệu suất phản ứng và hiệu quả phản ứng về xúc tác sử dụng tốt nhất.

❖ Định nghĩa

Phản ứng Mannich là phản ứng aminomethyl hóa các hợp chất hữu cơ có nguyên tử H linh động bàng tác dụng của HCHO (hoặc các aldehyd khác) và các amin bậc 1, amin bậc 2 hoặc NH3

- Môi trường acid

Trong môi trường acid, phản ứng xảy ra qua hai bước theo cơ chế sau:

+ Amin phản ứng với formaldehyd tạo ra dẫn chất hydroxymethyl, dẫn xuất này gắn proton và loại ra một phân tử nước để tạo ra cation aminomethyl:

ái điện tử tấn công vào liên kết đôi c=c của dạng enol tạo ra họp chất chứa nhóm aminomethyl (base Mannich):

- Môi trường base

+ Trong môi trường phản ứng là base trung bình thì ở bước 1 tạo thành methylen-bis-amin

❖ Đặc điểm của các chất tham gia phản ứng Mannỉch

Trong phâii tử Mannich có 3 chất tham gia phản ứng là hợp chất có hydro linh động, aldehyd và amin

- Amiii:

Amin tham gia phản ứng phải có ít nhất 1 nguyên tử H linh động, vì vậy amin tham gia phản ứng Mannich có thể là amoniac, hydrazin hoặc dẫn chất của hydroxylamin, và thường gặp là amin bậc 1 (hở hoặc thơm) và amin bậc 2 Việc lựa chọn amin tùy thuộc vào tính base và cấu trúc gốc hydrocarbon của amin

Với amin bậc 2, sản phẩm tạo là base Mannich - dẫn chất amin bậc 3, có thể

dự đoán được và cho hiệu suất cao nhất Yếu tố không gian ảnh hưởng đến khả năng phản ứng do đó diethylamin và amin vòng dễ tham gia phản ứng và cho hiệu suất cao, còn các amin bậc 2 có các nhóm thế cồng kềnh khó tham gia phản ứng hơn

Với amin bậc 1, base Mannich tạo thành có thể tiếp tục phản ứng tạo thành dẫn chất amin bậc 3 Amoniac cũng có thể sử dụng nhưng thường cho phản ứng liên tiếp là amin bậc 1, bậc 2, bậc 3

- Aldehyd;

Formaldehyd thường được dùng trong phản ứng Mannich Một vài aldehyd cao hơn cũng được dùng và có kết quả như aldehyd succinic được dùng trong tổng hợp atropin

Tuy nhiên, phản ứng Mannich với các aldehyd khác formaldehyd sẽ có các ảnh hưởng đến khả năng phản ứng, đến điều kiện phản ứng và tạo thành sản phẩm phụ không mong muốn Gốc hydrocarbon khác H gây cản trở không gian làm giảm tốc độ phản ứng aminoalkyl hóa Gốc R cũng có thể gây ra hiệu ứng điện tử làm giảm tốc độ phản ứng Hóa lập thể của sản phẩm tạo thành cũng bị ảnh hưởng Phản ứng Mannich tạo thành liên kết C-C mới nghĩa là có thể tạo thành các trung tâm không trùng vật ảnh, nếu trong hợp chất chứa H linh động hoặc amin đã có 1 c bất đối thì sẽ tạo thành đồng phân base Mannich không đối quang Phản ứng phụ có thể

xảy ra là phản ứng ngưng tụ aldol giữa sản phẩm P-aminoaldehyd tạo thành với aldehyd ban đầu.

- Hợp chất có nguyên tử H linh động:

Bao gồm nhiều loại hợp chất khác nhau chứa H linh động đi từ các liên kết C-H khác nhau (thường là C-H ở cạnh nhóm chức) của aldehyd, ceton, acid, phenol, hợp chất dị vòng, dẫn chất acetylen hoặc đi từ liên kết N-H của một số amin, amid; từ liên kết S-H của một sổ dẫn chất thiol; từ P-H của một số dẫn chất phosphinic Tương ứng với các loại hydro linh động nêu trên ta có các quá trình; C- aminomethyl hóa, N-aminomethyl hóa, S-aminomethyl hóa, P-aminomethyl hóa

❖ Điều kiện của phản ứng Mannich

- Tính ái nhân của amin:

Phản ứng Mannich chỉ xảy ra khi trong phản ứng tính ái nhân của amin mạnh hơn tính ái nhân của hợp chất chứa nguyên tử H linh động, nếu ngược lại thì aldehydformic sẽ phản ứng ưu tiên với tác nhân methylen trong một số phản ứng aldol hóa

❖ ứng dụng của phản ứng Mannich để tổng hợp các dẫn chất của

rhodanin

Nhóm -NH amid của nhân rhodanin có H linh động có thể tham gia phản ứng Mannich tạo ra các dẫn chất base Mannich Một số tác giả [4], [6], [8], [17], [25] đã thực hiện phản ứng Mannich đối với mốt số họp chất 5-aĩylidenrhodanin để tổng họp các dẫn chất base Mannich theo sơ đồ phản ứng sau:

2.2 Thiết bị nghiên cứu

- Bình 3 cổ với các kích cỡ khác nhau, sinh hàn hồi lưu, nhiệt kế, máy khuấy

từ gia nhiệt, cân kỹ thuật, bơm hút chân không, tủ sấy

- Sắc ký lớp mỏng trên bản mỏng Silicagel Kieselgel 60 F254 (Merk)

- Nhiệt độ nóng chảy đo trên máy Electrothermal Digital tại bộ môn Hóa hữu

cơ - trưòng đại học Dược Hà Nội

- Phổ hồng ngoại (IR) ghi trên máy GX - Perkin Elmer - USA tại phòng Thí nghiệm Hóa vật liệu - khoa Hóa học - Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

- Phổ khối lượng (MS) ghi trên máy Autospec Premier tại phòng Thí nghiệm Hóa Vật liệu - Khoa Hóa học - Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (*H-NMR và '^C-NMR) ghi trên máy Bruker- AV500 tại phòng Phân tích cẩu trúc — Viện hóa học (Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam)

2.3 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng các phương pháp thực nghiệm trong hóa hữu cơ để tổng hợp các chất dự kiến

- Dùng sắc ký lớp mỏng (SKLM) để theo dõi tiến triển của phản ứng

- Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM, đo nhiệt độ nóngchảy

- Xác định cấu trúc của chất tổng hơp dựa trên phân tích phổ IR, MS, 'H- NMR và '^C-NMR

- Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm theo phương pháp Vanden Bergher

và Vlietlink ( kỹ thuật thử hoạt tính sinh học trên phiến vi lượng 96 giếng)

- Thử tác dụng kháng tế bào ung thư được tiến hành theo phương pháp SRB của Likhiwitayawuid hiện đang được áp dụng tại Viện nghiên cứu ung thư quốc gia

Mỹ (NCI)

Cho vào bình cầu 3 cổ 6,66g (0,05mol) rhodanin, 8,75g (0,05mol) 2,4-

dicloro benzaldehyd, 12,3g (0,15mol) natri acetat khan, 156ml acid acetic băng

Khuấy đều hỗn hợp rồi đun hồi lưu cách cát

Hỗn hợp sôi và hồi lưu ở 115 - 120°c thì bắt đầu tính giờ Theo dõi tiến triển

phản ứng bằng SKLM với hệ dung môi CHCI3 : (CH3)2CHOH (40:1)

Thời gian phản ứng là 6 giờ Kết thúc phản ứng, đổ hỗn họp ra cốc, để yên ở

nhiệt độ phòng trong 24 giờ, tạo tủa Lọc hút, rửa tủa, sấy khô thu được tủa thô

Kết tinh lại bằng dung môi EtOH thu được 10,1 Ig sản phẩm là chất kết tinh

màu vàng chanh, tinh thể bông xốp

• Kết quả:

Hiệu suất: 69%

- Nhiệt độ nóng chảy; 237 - 239°c

- Khả năng hòa tan trong các dung môi; dễ tan trong DMF, aceton, khó tan

trong EtOH, MeOH, CHCI3, rất khó tan trong nước

- Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi là CHCI3 :

(CH3)2CH0H (40:1) thấy vết gọn, rõ dưới ánh sáng đèn tử ngoại, Rf = 0,63

diclorobenzyliden)rhodanin (1)

Dựa vào tính chất của nguyên tử H linh động trong nhóm - NH amid của nhân rhodanin trong phân tử chất (1), chúng tôi tiến hành tổng hợp một số dẫn chất base Mannich của chất (1) bằng cách cho chất (1) tác dụng với fomialdehyd và các hợp phần amin (N-methylpiperazin, piperidin, /7-cloroanilin, />-fluoroanilin, p-

toluidin) như đã trình bày ở phần sơ đồ chung

Đổ hỗn hợp ra cốc có mỏ, để nguội ở nhiệt độ phòng, sau đó làm lạnh bằng nước đá trong 24h Lọc hút, rửa tủa bằng EtOH lạnh Kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi EtOH : DMF (5:1) thu được 1,5 Ig sản phẩm là chất kết tinh màu vàng đậm

❖ Kết quả:

- Hiệu suất: 75,2%

- Nhiệt độ nóng chảy; 194 - 196‘'c

- Khả năng hòa tan trong các dung môi: dễ tan trong DMF, aceton, không

tan trong EtOtl, MeOH, CHCI3, rất khó tan trong nước

- Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi là CHCI3 :

(CH3)2CH0 H (40:1) thấy vết gọn, rõ dưới ánh đèn tử ngoại, Rf == 0,66

+ NV

Tưong tự như quy trình tổng hợp chất (2), nhưng 0,5g (0,005mol) N-methyl

piperazin được thay thế bởi 0,49ml piperidin (0,005mol)

Kết tinh lại trong dung môi EtOH, sấy khô, thu được l,35g sản phẩm là chất

kết tinh màu vàng, xốp

❖ Kết quả:

- Hiệu suất: 69,3%

- Nhiệt độ nóng chảy: 173 - I75V

- Khả năng hòa tan trong các dung môi: dễ tan trong DMF, aceton, khó tan

trong EtOH, MeOH, CHCI3, rất khó tan trong nước

- Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi CHCI3 : (CH3)2CH0H (40:1) thấy vết gọn, rõ dưới ánh đèn tử ngoại, Rf = 0,71

3.I.3.3 Tổng họp 3-(p-cloroanilinomethyl)-5-(2,4-diclorobenzyliden) rhodanin (4)

Tương tự như quy trình tổng hợp chất (2), nhưng 0,5g (0,005mol) N-methyl

piperazin được thay bằng 0,63g /?-cloroanilin (0,0055mol) và thời gian phản ứng ở

- Khả năng hòa tan trong các dung môi: dễ tan trong DMF, aceton, không

tan trong EtOH, MeOH, CHCI3, rất khó tan trong nước

- Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi là CHCI3 :

(CH3)2CH0H (40:1) thấy vết gọn, rõ dưới ánh đèn tử ngoại, Rf = 0,73

rhodanin (5)

* Sơ đồ phản ứng:

Tương tự như quy trình tổng hơp chất (2) nhưng 0,5g (0,005mol) N-methyl

piperazin được thay bằng 0,61 g />-floroanilin (0,0055mol) và thời gian phản ứng

- Khả năng hòa tan trong các dung môi: dễ tan trong DMF, aceton, không

tan trong EtOH, MeOH, CHCI3, rất khó tan trong nước

- Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi CIICI3 : (CH3)2CH0H (40:1) thấy vết gọn, rõ dưới ánh đèn tử ngoại, Rf = 0,53

rhodanỉn (6)

* So’ đồ phản ứng:

Kết tinh lại trong hệ dung môi EtOH ; DMF (5:1), sấy khô, thu

được l,23g sản phẩm kết tinh màu nâu đỏ, xốp

- Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với hệ dung môi là CHCI3 :

(CH3)2CH0H (40:1) thấy vết gọn, rõ dưới ánh đèn tử ngoại, Rf = 0,50

3.1.4 Kết luận

- Trong tổng hợp hóa học, chúng tôi đã tổng hợp được 6 chất gồm:

* 5-(2,4-diclorobenzyliden)rhodanin (1) và 5 dẫn chất base Mannich của nó là:

Trong đó cả 6 chất chưa thấy công bổ trong các tài liệu tham khảo được.

- Đã tiến hành khảo sát thông số thời gian phản ứng bằng SKLM để tìm thời gian phản ứng đem lại hiệu suất cao nhất

- Đã kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng họp được bằng SKLM và đo nhiệt độ nóng chảy

- Việc xác định cấu trúc của các chất tổng họp được bàng phổ hồng ngoại, phổ khối lượng, phổ cộng hưởng từ proton và phổ cộng hưỏng từ hạt nhân sẽ được trình bày ở phần sau

Bảng 3.1: Hiệu suất và một sổ hằng số vật lý của các chất tổng họp được

KT-PT

Thời

"i-gian phản ứng(giờ)

Màu sắc

Dung môi kết tinh lại

Điểm chảy CO

Hiệu suất (%)

Chất Công thức cấu tạo CTPT

KLPT

gian phản ứng(giờ)

Màu sắc

Dung môi kết tỉnh lại

Điểm chảy

ro

Hiệu suất (%) 4*

EtOH:DMF (5:1)

Ghi chú: * là chất chưa thấy công bố trong các tài liệu thạm khảo được.

3.2 KIỂM TRA Đ ộ TINH KHIÉT VÀ XÁC ĐỊNH CẨU TRÚC

3.2.1 Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng họp đưọc

Chúng tôi đã kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng họp được bàng SKLM trên bản mỏng Silicagel Kieslgel 60 F254 (Merck) Các chất được hòa tan trong aceton Sau khi thử nghiệm một số hệ dung môi như:

CHCI3: MeOH (30:1); (40:1); (50:1)

CHCI3: (CH3)2CH0 H (30:1); (40:1)

CHCI3: (CH3)2C0 (6:1)

Chúng tôi đã lựa chọn được hệ dung môi triển khai thích hợp nhất trong số

đó, đó là hệ; CHCI3 : (CH3)2CHOH (40:1) và hệ này phù hợp với tất cả các chất mà chúng tôi tổng hợp được

Kết quả tiến hành sắc ký với hệ dung môi trên là các chất thử đều hiện vết gọn, rõ khi soi dưới ánh sáng đèn tử ngoại có bước sóng là 254nm

3.2.2 Xác định cấu trúc của các chất tổng họp được

Để xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được, chúng tôi đã tiến hành phân tích phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ proton ('H-NMR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân ('^C-NMR)

3.2.2.1 Phân tích phổ hồng ngoại (IR)

Phổ hồng ngoại được ghi trên máy GX - Perkin Elmer - USA tại phòng thí nghiệm Hóa vật liệu - khoa Hóa học - Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN với kỹ thuật viên nén KBr trong vùng 4000 - 500 cm'' Sáu phổ đồ được trình bày ở các phụ lục

1 - 6 Kết quả phân tích số liệu phổ hồng ngoại được ghi ở bảng 3.3 Các số liệu phân tích phù hợp với tài liệu tham khảo [18], [23], [24], [34].

Bảng 3.3: Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ IR (cm‘*)

*x* Biện giải phô hông ngoại:

Phân tích phổ đồ các chất tổng hợp được chúng tôi nhận thấy các dải hấp thụ đặc trưng của các nhóm chức và các liên kết điển hình có ừong cấu trúc phân tử các chất tổng hợp được như -NH-, >c=0, >c=s, >CH2, nhân benzen

- Chất (1) có dải hấp thụ ở 3468 em'', đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm - NH imid của nhân rhodanin và không có dải hấp thụ của nhóm - CH2

- Phổ IR của 2 chất (2,3) không có dải hấp thụ - NH amid , phổ IR của 3 chất (4, 5, 6) có dải hấp thụ -NH- ở hợp phần amin thơm (3409 - 3424 cm'') Các dẫn chất base Mannich đều thấy xuất hiện dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hóa

trị của nhóm - CH2 (2914 - 2959cm''), điều đó chứng tỏ phản ứng Mannich đã xảy

ra và 5 chất (2 - 6) là các base Mannich của chất (1) như đã dự kiến.

- Phổ IR của 6 chất đều có dải hấp thụ đặc trưng của nhóm >c=0 của nhân rhodanin (1650 - 1734 em '), dải hấp thụ của liên kết c

arom

vòng benzen ở vùng 1460 - 1599 em ', dải hấp thii của liên kết c=s của nhân rhodanin (1204 - 1247 cm'')

- Phổ IR của chất (5) có dải hấp thụ của liên kết C a r o m - F ở vùng 1104 em '

3.2.2.2 Phân tích phổ khối lưọTig (MS)

Phổ khối lượng được ghi trên máy Autospec Premier tại phòng thí nghiệm Hóa vật liệu - khoa Hóa học - Trường ĐHKHTN - ĐHQG Sáu phổ đồ được trình bày ở các phụ lục 7 - 12 Kết quả phân tích phổ khối lượng được ghi ở bảng 3.4

1

-N - H

289 (M^; 100), 231 (M - NHCS; 3,2), 203 ( 231 - CO; 5), 167 ( 203 - Cl; 40), 132 (167-C l; 3)