Nghiên cứu tổng hợp một số thiosemicarbazon của quinolin 4(1h) on thế

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung và hoá học nói riêng, hoá học về tổng hợp các hợp chất hữu cơ cũng ngày càng phát triển nhằm tạo ra các hợp chất p

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN











Phạm Mai Chi

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ

THIOSEMICARBAZON CỦA QUINOLIN-4(1H)-ON THẾ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN









Phạm Mai Chi

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ

THIOSEMICARBAZON CỦA QUINOLIN-4(1H)-ON THẾ

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 60440114

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Cán bộ hướng dẫn: TS Trần Thị Thanh Vân

GS.TS Nguyễn Đình Thành

Hà Nội – Năm 2015

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, trước tiên cho em gử i lời cảm ơn chân thành tới

TS Trần Thị Thanh Vân và GS.TS Nguyễn Đình Thành đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp

Em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, cô trong bộ môn Hoá Hữu Cơ, các anh chị, các bạn và các em trong phòng Tổng Hợp Hữu Cơ I đã luôn tạo điều kiện, động viên, trao đổi và giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Hà Nội, tháng 12 năm 2015

Học viên

Phạm Mai Chi

CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

13

C NMR : 13C-Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

carbon-13)

DMSO-d 6 : Dimethyl sulfoxide được deuteri hóa

Đnc : Điểm nóng chảy

IR : Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại)

MS : Mass Spectrometry (Phổ khối lượng)

1H-1H COSY : 1H-1H Correlated Spectroscopy (Phổ tương quan 1 H- 1 H)

1

H NMR :1H-Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

proton)

HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Coherence (Phổ tương tác xa 13 C- 1 H)

HSQC :Heteronuclear Single Quantum Correlation (Phổ tương tác gần 13

C-1

H)

δ : Độ chuyển dịch hóa học

PPA : Axit polyphotphoric

MỞ ĐẦU

Từ thời xa xưa, người ta đã biết điều chế và sử dụng một số hợp chất hữu cơ trong đời sống như: giấm, chất màu hữu cơ, rượu etylic Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung và hoá học nói riêng, hoá học

về tổng hợp các hợp chất hữu cơ cũng ngày càng phát triển nhằm tạo ra các hợp chất phục vụ cho đời sống của con người, đặc biệt là các chất có hoạt tính sinh học cao đối với cơ thể người và sinh vật Các hợp chất này ngày càng trở nên có ý nghĩa quan trọng và được áp dụng vào lĩnh vực y học chữa trị các căn bệnh hiểm nghèo, nâng cao sức khỏe cho người và động vật

Như chúng ta đã biết, quinolin-4(1H)-on là hợp chất hữu cơ đi từ dẫn xuất của quinolon với hoạt tính sinh học cao, chẳng hạn như chống viêm, kháng nấm, kháng khuẩn, có trong thuốc chống co giật, giảm đau [6, 17]…Ngoài ra các dẫn xuất của quinolon được sử dụng như chất xúc tác, chất ức chế ăn mòn, chất bảo quản Đây còn là hợp chất trung gian trong quá trình tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học cao Chính vì vậy hợp chất này đã được các nhà khoa học nghiên cứu và gắn thêm những nhóm thế khác nhau để được những hợp chất có hoạt tính sinh học

đa dạng phong phú Một số dẫn xuất của quinolon được phân lập từ thiên nhiên, hoặc cũng có thể tổng hợp theo phương pháp tổng hợp toàn phần

Người ta còn biết rằng, thiosemicarbazon là họ các hợp chất quan trọng có nhiều hoạt tính sinh học đa dạng như khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virut, chống ung thư [9], chống sốt rét, ức chế ăn mòn và chống gỉ sét [11,19] Sở dĩ

họ thiosemicarbazon của monosaccaride có hoạt tính sinh học là do có hợp phần phân cực monosaccaride làm cho các hợp chất này dễ hoà tan trong các dung môi phân cực như nước, ethanol…Ngoài ra, các dẫn xuất của thiosemicarbazon còn có khả năng tạo phức với nhiều kim loại Những phức chất này cũng có hoạt tính sinh học như hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virut và chống ung thư Mặt khác, các dẫn xuất của carbohydrat là những hợp chất quan trọng có mặt trong nhiều phân tử sinh học như acid nucleic, coenzym, thành phần cấu tạo của một số virut, một số vitamin nhóm B Do đó, các hợp chất này không những chiếm vị trí đáng kể trong y dược học mà nó còn đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp nhờ

khả năng kích thích sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng, ức chế sự phát triển hoặc diệt trừ cỏ dại, sâu bệnh Chính vì vậy ngày nay càng nhiều các hợp chất thiosemicarbazon đã được tổng hợp và nghiên cứu tính chất [14]

Với mục đích góp phần vào việc nghiên cứu về lĩnh vực hoá học của các monosacarid, đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất của 4-hydroxy-2-methylquinolin-3-carbaldehyd thế với D-glucosamin hydrochloride Để thực hiện mục đích này, luận văn đã thực hiện một số nhiệm vụ chính sau:

+ Tổng hợp một số quinolin-4-ol thế

+ Tổng hợp một số dẫn xuất của quinolin-4-ol

+ Tổng hợp một số dẫn xuất N-(4-hydroxy-2-methylquinolin-3-yl)methylen D-Glucosamon từ 4-hydroxy-2-methylquinolin-3-carbaldehyd thế với D-glucosamin hydrochloride

Nghiên cứu cấu trúc các dẫn xuất đã tổng hợp được bằng phương pháp phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H NMR và 13C NMR) và phổ 2 chiều (COSY, HSQC, HMBC)

Chương 1- TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ THIOSEMICARBAZID

1.1.1 Tổng hợp thiosemicarbazid

Thiosemicarbazid là hydrazide của acid thiocarbamic Nó tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng, có điểm nóng chảy 183C và độ tan trong nước khoảng 10% [1,3] được tổng hợp bằng các cách sau đây:

1.1.1.1 Phản ứng của isothioxyanat và hydrazin

H

R2

R3

N

R4

S N

R1

H

R2

Đây là phương pháp thông dụng nhất để tổng hợp các thiosemicarbazid, nhưng hợp chất isothioxyanat lại dễ bị thuỷ phân do vậy rất khó bảo quản [5,11]

1.1.1.2 Phản ứng khử thiosemicarbazon bằng NaBH 4

Phản ứng này chỉ dùng để tổng hợp các dẫn xuất với R2 = H, mono, di hoặc tri của thiosemicarbazid (không điều chế được các dẫn xuất tetra-, penta-)

N H

R3

S

N

R1

H

R4

N N

S

NH

R1

R3

NaBH4

1.1.1.3 Phản ứng của hydrazin với các dẫn xuất của acid thiocarbamic

Các hydrazin thế phản ứng với các dẫn xuất của acid thiocarbamic cho các thiosemicarbazid tương ứng Hiệu suất của phản ứng này dao động từ 66%-73% phụ thuộc vào ảnh hưởng của các phản ứng phụ:

N

R5

R3

S

N

R1

R2

R1

R2

S +

R5

N

R4

NH

R3

X= Cl; OAlk; SAlk; NH2(C=S)S; (ROOC)S

- HX

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1 Nguyễn Đình Thành (2010), Cơ sở hóa học hữu cơ, NXB Đại học Quốc Gia Hà

Nội, Hà Nội

2 Nguyễn Đình Thành (2011), Các phương pháp phổ ứng dụng trong hóa học,

NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

3 Nguyễn Minh Thảo (2001), Tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội,

Hà Nội

4 Nguyễn Minh Thảo (2001), Hóa học các hợp chất dị vòng, NXB Giáo dục, Hà

Nội

Tiếng Anh

5 B Bhudevi, P Venkata Ramana, Anwita Mudiraj & A Ram Reddy(2009) Vol

48B, “Synthesis of 4-hydroxy-3-formylideneamino-1H/methyl/ phenylquinolin-2-ones”, Indian Journal of Chemistry, pp.255-260

6 Bhupendra Mistry., Smita Jauhari., (2010), “Synthesis and characterization of some quinoline based azetidinones and thiazolidinones as antimicrobial agents”,

Archives of Applied Science Research 2(6), pp 332-343

7 Carla Prata, Nathalie Mora, Jean-Michel Lacombe, Jean-Claude Maurizis, Bernard Pucci, (1999), “Synthesis and surface-active properties of glycosyl

carbamates and thioureas”, Carbohydrate Research 321(1-2), pp 4-14

8 El-hossain ali mohamed, (1991), “On step synthesis of 4-hydroxycarbostyrils

VI”, Jour.Chem.Soc.Pak.Vol.13, pp 166-168

9 Farhalulah, Diptesh Sil, Brajendra K.Tripathi, Arvi K.Srivastava, (2004),

“Synthesis and glucose-6-phosphatase inhibitory activity of alkanoic acid

esters”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 14(10), pp 2571-2574

10 Giorgos Athanasellis, Georgia Melagraki, Haralambos Chatzidakis, Antreas Afantitis, Anastasia Detsi, Olga Igglessi-Markopoulou, John Markopoulos,

(2004), “Novel Short-Step Synthesis of Funtionalized γ-Phenyl-β-hydroxybutenoates and their cyclization to 4-hydroxycoumarins via the

N-hydroxybenzotriazole methodology”, Synthesis11, pp.1775-1782

11 Khamis E., Ameer M.A., Alandis N.M., Al-Senani G, (2000),“Effect of thiosemicarbazones on corrosion of steel in phosphoric acid produced by wet

process”,Corrosion: The Journal of Science and Engineering56(2), pp.127-138

12 Laszlo Somogyi, (1979), “Structure and reactions of aldose semicarbazone and

thisemicarbazone derivatives under acetyling conditions”, Carbohydrate

Research 75, pp.325-330

13 Li Qing-han., Zhao Zhi-gang., Chen Shu-hua., (2007)., “Efficient synthesis of

thiosemecarbazone under microwave irradiation”,Chemical Research and

Appication 9, pp.1011-1016

14 Li Z.G., Wang Q.M., Huang J M., (2001), The Preparation of Organic

Intermediates, 2nd Ed, Chemical Industry Press, BeiJing, pp 66

15 Miguel Angel Alonso., J Ignacio Ubeda., Carmen Avendano., J.Carlos Menendez., Mercedes Villacampa., (1993), “New Findings on the

Vilsmeier-Haack Approach to Quinoline derivatives”, Tetrahedron 49(46),

pp.10997-11008

16 Moaz M Abdou, (2014), “Chemistry of 4-Hydroxy-2(1H)-quinolon Part 1:

Synthesis and reactions”, Arabian Journal of Chemistry, pp 1-13

17 Mohammad Mumtaz Alam., Akranth Marella., Mymoona Akhtar., Asif Husain., (2013), “Microwave assisted on pot synthesis of some pyrazole derivatives as a

safer anti-inflammatory and analgesic agents”, Acta Polpniae Pharmaceutica-

Drug Research 70(3), pp 435-441

18 Nevagi R.J., Dhake A.S., (2013), “Antibacterial activity of thiosemicarbazide

derivatives”,Der Pharma Chemica 5(2), pp 45-49

19 Otero L., Vieites M., Boiani L., et al (2006), “Novel antitrypanosomal agents based on palladium nitrofurylthiosemicarbazone complexes: DNA and redox

metabolism as potential therapeutic targets”, Journal of Medicinal Chemistry

49, pp 3322-3331

20 Shen Gu., Jean-Cristophe Brouet., Norton P.Peet, and John D Williams., (2009), “Survey of Solvents for the Conrad-Limpach Synthesis of

4-Hydroxyquinolones”, Synthetic Communications 39, pp 1563-1569