Nghiên cứu tổng hợp mesna qua trung gian alkyl trithiocarbonat

Tuy nhiên, trong phương pháp này các tác giả chưa tách riêng hỗn hợp sản phẩm trung gian và chứng minh rõ ràng cấu trúc của chúng mà tiến hành phản ứng một giai đoạn để thu được mesna, v

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

ĐỖ THANH HIỀN

MÃ SINH VIÊN: 1201188

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MESNA

QUA TRUNG GIAN ALKYL TRITHIOCARBONAT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI – 2017

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

ĐỖ THANH HIỀN

MÃ SINH VIÊN: 1201188

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MESNA

QUA TRUNG GIAN ALKYL TRITHIOCARBONAT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn

chân thành nhất đến PGS.TS Nguyễn Đình Luyện và ThS Đào Nguyệt Sương Huyền – những người thầy đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo em ngay từ những ngày

đầu tham gia nghiên cứu, thầy cô đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và đồng thời luôn động viên mỗi khi gặp khó khăn để em có thể hoàn thành khóa luận

Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Văn Hải, ThS Nguyễn Văn Giang

cùng các thầy giáo, cô giáo, các anh chị kĩ thuật viên Tổng hợp hóa dược - bộ môn Công nghiệp Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng toàn thể các thầy cô giáo Trường Đại học Dược Hà Nội đã luôn tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập tại trường

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tất cả những người bạn đã đồng hành cùng em trong suốt năm năm sinh viên và đặc biệt là những thành viên trong tổ Tổng hợp hóa dược – bộ môn Công nghiệp Dược, những người đã luôn sát cánh bên em, giúp đỡ em và cùng nhau vượt qua khó khăn để hoàn thành khóa luận này

Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình em - những người luôn giúp đỡ em và là chỗ dựa vững chắc, là nguồn động viên to lớn đối với em trong cuộc sống và trong học tập

Hà Nội, ngày 16 tháng 5 năm 2017

Sinh viên

Đỗ Thanh Hiền

MỤC LỤC

DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC HÌNH VẼ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về mesna 2

1.1.1 Đặc điểm hóa học 2

1.1.2 Vai trò của mesna trong điều trị 3

1.2 Các phương pháp tổng hợp mesna 3

1.2.1 Tổng hợp mesna qua trung gian guanidini 2-mercaptoethansulfonat 3

1.2.2 Tổng hợp mesna qua trung gian natri benzoylthioethansulfonat 6

1.2.3 Tổng hợp mesna qua trung gian muối của ethyl 2-sulfoethyl xanthat 8

1.2.4 Tổng hợp mesna qua trung gian trithiocarbonat 10

1.3 Một số phản ứng tổng hợp nhóm thiol từ trithiocarbonat 11

1.3.1 Phản ứng thủy phân trithiocarbonat 12

1.3.2 Phản ứng khử hóa trithiocarbonat 12

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Nguyên liệu 15

2.2 Dụng cụ, thiết bị 15

2.3 Nội dung nghiên cứu 17

2.4 Phương pháp nghiên cứu 17

2.4.1 Tổng hợp hóa học 17

2.4.2 Kiểm tra độ tinh khiết 18

2.4.3 Xác định cấu trúc 18

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ, BÀN LUẬN 20

3.1 Tổng hợp hóa học 20

3.1.1 Tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2-dicloroethan 20

3.1.2 Tổng hợp trung gian monoalkyl trithiocarbonat (natri

2-(dithiocarbo-xylatothio)ethan sulfonat, (3)) 21

3.1.3 Tổng hợp trung gian dialkyl trithiocarbonat (natri 2,2'-(thiocarbonylbis(sulfanediyl))bis(ethan-1-sulfonat), (4)) 26

3.1.4 Tổng hợp mesna từ monoalkyl trithiocarbonat (3) 28

3.1.5 Thủy phân, khử hóa muối sulfonat của dialkyl trithiocarbonat (4) 29

3.2 Kiểm tra độ tinh khiết 31

3.3 Xác định cấu trúc 31

3.3.1 Phổ hồng ngoại (IR) 31

3.3.2 Phổ khối lượng (MS) 32

3.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) và cacbon-13 (13C-NMR) 34

3.4 Bàn luận 35

3.4.1 Về phản ứng tổng hợp hóa học 35

3.4.2 Về cấu trúc sản phẩm 43

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

Kết luận 47

Kiến nghị 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

13

cộng hưởng từ hạt nhân carbon)

1

cộng hưởng từ hạt nhân proton)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Danh mục nguyên liệu vật liệu 15

Bảng 2.2 Danh mục các dụng cụ, thiết bị 15

Bảng 3.1 Kết quả phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2-dicloroethan 20

Bảng 3.2 Khảo sát tỷ lệ mol các chất tham gia phản ứng tạo dẫn chất monoalkyl trithiocarbonat (3) 22

Bảng 3.3 Khảo sát lượng dung môi sử dụng trong phản ứng tạo dẫn chất monoalkyl trithiocarbonat (3) 24

Bảng 3.4 Kết quả tổng hợp monoalkyl trithiocarbonat (3) 25

Bảng 3.5 Khảo sát tỷ lệ mol trong phản ứng tạo dẫn chất dialkyl trithiocarbonat (4) 27

Bảng 3.6 Kết quả tổng hợp dialkyl trithiocarbonat (4) 28

Bảng 3.7 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của các sản phẩm 32

Bảng 3.8 Kết quả phân tích phổ MS của các sản phẩm 32

Bảng 3.9 Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của các sản phẩm 34

Bảng 3.10 Kết quả phân tích phổ 13C-NMR của các sản phẩm 35

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu trúc hóa học của mesna 2

Hình 1.2 Nh m thiol tạo anion thiolat trong m i trường base 2

Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp natri 2-halogenoethansulfonat 4

Hình 1.4 Sơ đồ tổng hợp 2-S-thiouroni ethansulfonat từ natri 2-bromoethansulfonat 5

Hình 1.5 Sơ đồ tổng hợp guanidini 2-mercaptoethansulfonat từ 2-S-thiouroni ethansulfonat 6

Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp mesna từ natri 2-mercaptoethansulfonat 6

Hình 1.7 Sơ đồ tổng hợp mesna qua trung gian natri benzoylthioethansulfonat 7

Hình 1.8 Sơ đồ tổng hợp mesna từ một số thioester 8

Hình 1.9 Sơ đồ phản ứng tổng hợp muối của ethyl 2-sulfoethyl xanthat 8

Hình 1.10 Phương trình tổng hợp mesna qua trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat theo tác giả C H Schramm và cộng sự 9

Hình 1.11 Tổng hợp mesna qua trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat theo phương pháp của tác giả J Leveque và cộng sự - Hướng 1 10

Hình 1.12 Tổng hợp mesna qua trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat theo phương pháp của tác giả J Leveque và cộng sự - Hướng 2 10

Hình 1.13 Sơ đồ tổng hợp mesna qua trung gian trithiocarbonat 10

Hình 1.14 Sơ đồ thủy phân monoalkyl trithiocarbonat thành nhóm thiol trong môi trường acid 12

Hình 1.15 Sơ đồ thủy phân trithiocarbonat trong m i trường kiềm 12

Hình 1.16 Sơ đồ tổng hợp trans-cycloheptan-1,2-dithiol ((±) - trans - II) 13

Hình 1.17 Sơ đồ tổng hợp PNIPAM-SH 13

Hình 1.18 Sơ đồ phản ứng của ethanolamin và trithiocarbonat 14 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tổng hợp mesna qua trung gian alkyl trithiocarbonat…17

Hình 3.1 Sơ đồ phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2-dicloroethan20

Hình 3.2 Sơ đồ phản ứng tổng hợp monoalkyl trithiocarbonat (3) từ natri

2-cloroethansulfonat 21

Hình 3.3 Sơ đồ phản ứng tổng hợp trung gian dialkyl trithiocarbonat (4) 26

Hình 3.4 Sơ đồ tổng hợp mesna từ dẫn chất monoalkyl trithiocarbonat (3) 28

Hình 3.5 Hình ảnh sắc ký lớp mỏng của phản ứng với ethanolamin 31

Hình 3.6 Cơ chế phản ứng tổng hợp trung gian alkyl trithiocarbonat 36

Hình 3.7 Sơ đồ tạo ra các sản phẩm phụ khi tinh chế sản phẩm (3) 37

Hình 3.8 Quy trình tổng hợp mesna từ dẫn chất monoalkyl trithiocarbonat (3) 39

Hình 3.9 Cơ chế tổng hợp nhóm thiol của monoalkyl trithiocarbonat (3) 40

Hình 3.10 Sơ đồ phản ứng của natri trithiocarbonat trong m i trường acid 40

Hình 3.11 Phản ứng tạo sản phẩm phụ dimesna 41

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hóa trị liệu là phương pháp phổ biến được sử dụng để điều trị các bệnh ung thư với những hiệu quả điều trị cao Trong đ , phác đồ điều trị ung thư sử dụng các thuốc thuộc nhóm oxazaphosphorin (ifosfamid, cyclophosphamid) đem lại hiệu quả điều trị đối với nhiều loại ung thư khác nhau (ung thư tinh hoàn, ung thư vú) nhưng đồng thời nó lại gây ra những tác dụng không mong muốn trên đường tiết niệu (xuất huyết viêm bàng quang) [7], [17] Để khắc phục hạn chế này, mesna đã được chỉ định dùng phối hợp để dự phòng độc tính trong phác đồ điều trị ung thư c sử dụng các hóa trị liệu này [1]

Với tầm quan trọng như vậy, việc nghiên cứu tổng hợp mesna ngày càng được chú trọng nhằm cung cấp nguồn nguyên liệu làm thuốc và giảm chi phí sản xuất Cho đến nay, mesna đã được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau như tổng hợp mesna qua trung gian guanidin, thioester, ethyl 2-sulfoethyl xanthat

và trung gian trithiocarbonat Trong đ , phương pháp tổng hợp mesna qua trung gian trithiocarbonat [2], [3], [5] là phương pháp nhận được rất nhiều sự quan tâm và

có nhiều triển vọng ở nước ta Tuy nhiên, trong phương pháp này các tác giả chưa tách riêng hỗn hợp sản phẩm trung gian và chứng minh rõ ràng cấu trúc của chúng

mà tiến hành phản ứng một giai đoạn để thu được mesna, vì vậy nhằm hoàn thiện

phương pháp tổng hợp mesna qua trung gian này chúng tôi tiến hành đề tài ―Nghiên

cứu tổng hợp mesna qua trung gian alkyl trithiocarbonat ‖ với mục tiêu:

1 Tổng hợp được trung gian monoalkyl trithiocarbonat và dialkyl

trithiocarbonat

2 Tổng hợp được mesna từ dẫn chất alkyl trithiocarbonat

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về mesna

1.1.1 Đặc điểm hóa học

1.1.1.1 Cấu trúc hóa học

Hình 1.1 Cấu trúc hóa học của mesna

- Công thức phân tử: C2H5NaO3S2

- Phân tử lượng: 164,17 đvC

- Thành phần: 14,63% C; 3,07% H; 14% Na; 29,24% O; 39,06% S

- Tên khoa học: natri 2-sulfanylethansulfonat

1.1.1.2 Tính chất lý hóa

Về cảm quan: bột tinh thể trắng hoặc vàng nhạt, dễ hút ẩm

Về độ tan: tan tự do trong nước, ít tan trong ethanol (96%), không tan trong

cyclohexan

Mesna c t nh chất đặc trưng của nh m thiol và nh m sulfonat như: t nh acid,

t nh khử, t nh ái nhân

 Tính acid:

Hợp chất có chứa nhóm thiol thể hiện tính acid rất rõ rệt Trong m i trường có

pH từ 10-11 sẽ tạo ra các anion thiolat (hình 1.2)

Hình 1.2.Nh m thiol tạo anion thiolat trong m i trường base

Dung dịch 10% trong nước có pH từ 4,5 - 6,0 [32], [22]

 Tính khử (dễ bị oxy hóa):

Dễ bị oxy hóa bởi peroxyd, oxy, halogen, ion và các oxyd kim loại

 Tính ái nhân:

Nhóm thiol trong phân tử mesna cũng đ ng vai trò như một nucleophil, nên có thể tham gia các phản ứng cộng hoặc phản ứng thế [21]

1.1.2 Vai trò của mesna trong điều trị

Mesna có khả năng gắn với các chất chuyển h a gây độc của một vài dẫn chất oxazaphosphorin (ifosfamid hoặc cyclophosphamid) thành sản phẩm không gây độc tính, được đào thải ra bên ngoài Đây được coi là tác dụng chính của mesna và đã được nghiên cứu, chứng minh về hiệu quả giải độc của nó trên lâm sàng Bên cạnh

đ , mesna còn làm tăng đào thải cystein, chất này có thể phản ứng hóa học với acrolein góp phần vào tác dụng bảo vệ đường tiết niệu của mesna [1]

Mesna sau khi đưa vào cơ thể bằng đường uống hoặc tiêm nhanh chóng bị dime hóa trong huyết tương, tạo thành các hợp chất không hoạt t nh như dimesna, mesna-cystein, mesna-glutathion và các hợp chất khác Hơn nữa, việc sử dụng kèm mesna ít ảnh hưởng đến hiệu lực chống ung thư đồng thời giảm nguy cơ gây tiểu máu so với bệnh nhân sử dụng liệu pháp chuẩn (trừ trường hợp tiểu máu do giảm tiểu cầu) [8] Tuy nhiên, mesna không có tác dụng chống lại độc tính trên thần kinh khi dùng các oxazaphosphorin (Holoxan, Endoxan, Ixoten) [20]

Mesna cũng c tác dụng tiêu chất nhầy, vì vậy được dùng làm thuốc long đờm [1], [13] Ngoài ra, mesna còn được sử dụng như là một co-enzym (co-enzym M)

tham gia vào quá trình tổng hợp kh metan bởi vi khuẩn Methanobacterium

hermoautotrophicum từ nguyên liệu hữu cơ [11], [30]

Một số biệt dược: Delinar, Mesnex, Mestian, Neper, Urometixan, Mistabron, Mitexan,…[22] Bao gồm cả thuốc tiêm tĩnh mạch hàm lượng 100 mg/ml, 200 mg/2ml, 400mg/4ml, 1 g/10 ml và viên nén, viên nén bao phim hàm lượng 300 mg,

400 mg, 600 mg

1.2 Các phương pháp tổng hợp mesna

1.2.1 Tổng hợp mesna qua trung gian guanidini 2-mercaptoethansulfonat

Quá trình tổng hợp mesna qua trung gian guanidini 2-mercaptoethansulfonat được thể hiện qua bốn giai đoạn:

1.2.1.1 Giai đoạn 1: Điều chế natri 2-halogenoethansulfonat

Natri 2-halogenoethansulfonat được tổng hợp từ các nguyên liệu gồm: các halogenoethan (1,2-dibromoethan, ethylen clorobromid, 1,2-dicloroethan) và carbyl sulfat theo sơ đồ hình 1.3:

1,2-Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp natri 2-halogenoethansulfonat

a, Đi từ 1,2-dibromoethan

Những năm 1950, theo tác giả C H Schramm và cộng sự phản ứng tổng hợp natri 2-bromoethasulfonat từ 1,2-dibromoethan, hiệu suất đạt 78,6% [26], [29] Đến năm 2003, các tác giả Marvel C S và Sparberg M S đã nâng quy mô tổng hợp có thay đổi tỷ lệ dung môi cồn và nước cất, đun hồi lưu trong 4h, hiệu suất đạt 78 - 90% so với lý thuyết [19]

Ngoài ra, một số tác giả khác cũng thực hiện phản ứng tổng hợp natri bromoethansulfonat từ 1,2-dibromoethan với khối lượng nguyên liệu đầu vào khác nhau [23], [25], [26], [28]

2-b, Đi từ ethylen clorobromid

Natri 2-cloroethansulfonat được tổng hợp bằng ethylen clorobromid, natri sulfit, đun hồi lưu 18h, hiệu suất 89,1% (với tỉ lệ ethylen clorobromid:natri sulfit là 1,6:1) Khi thay đổi tỉ lệ là 3,27:1, phản ứng nhanh trong 4h, hiệu suất đạt 90,7% Khi sử dụng lượng hỗn hợp dung môi gấp đ i, đun hồi lưu 11h thì hiệu suất thu được là 83,7% Nếu thay thế natri sulfit bằng kali sulfit và đun hồi lưu phản ứng trong 3,5h thì hiệu suất thu được là 84,6% [27]

c, Đi từ 1,2-dicloroethan

Theo tác giả R Bai và cộng sự, phản ứng được tiến hành như sau: dicloroethan, natri sulfit và bột đồng được thêm vào hỗn hợp dung môi gồm nước

1,2-cất và ethanol Hỗn hợp được khuấy trộn đều, đun hồi lưu trong 22h Kết thúc phản ứng, thu sản phẩm natri 2-cloroethansulfonat với hiệu suất 81% [6]

Theo tác giả C H Schramm và cộng sự, có thể điều chế natri cloroethansulfonat từ 1,2-dicloroethan giống như cách thực hiện từ ethylen clorobromid với tỉ lệ 1,2-dicloroethan:natri sulfit là 3,27:1, thời gian đun hồi lưu 28h, hiệu suất thu được là 42% Nếu thay natri sulfit bằng kali sulfit, thời gian đun hồi lưu giảm xuống 20h thay vì 28h thì hiệu suất thu được là 64,3% [27]

2-d, Đi từ carbyl sulfat

Năm 1958, tác giả Catlin W E và Jenkins A M tổng hợp muối của cloroethansulfonat từ carbyl sulfat như sau: Carbyl sulfat và kali clorid được khuấy trộn và đun ở 107-125ºC trong 3,25h Hỗn hợp sau đ được hòa tan trong nước cất rồi được trung hòa bằng kali hydroxid 50% Xử lý hỗn hợp với ethanol thu được hiệu suất 66% tính theo carbyl sulfat [9]

2-Phản ứng trên có thể tiến hành ở 195ºC trong 10 phút cho hiệu suất 90% Nếu thay kali clorid bằng amoni clorid, thời gian đun là 3,75h thì sản phẩm thu được là muối amoni 2-cloroethansulfonat với hiệu suất 40% [9]

1.2.1.2 Giai đoạn 2: Điều chế 2-S-thiouroni ethansulfonat

Theo phương pháp của tác giả C H Schramm và cộng sự, 2-S-thiouroni

ethansulfonat được tổng hợp từ natri 2-bromoethansulfonat theo sơ đồ hình 1.4:

Hình 1.4 Sơ đồ tổng hợp 2-S-thiouroni ethansulfonat từ natri 2-bromoethansulfonat

Phản ứng được tiến hành như sau: natri 2-bromoethansulfonat và thioure được hòa tan trong nước cất, đun hồi lưu thêm khoảng 1h sau khi thioure tan hết Sau đ hỗn hợp phản ứng được để nguội tới nhiệt độ phòng và khuấy qua đêm Lọc và rửa

2 lần với nước cất thu được sản phẩm với hiệu suất 68% [25], [26]

1.2.1.3 Giai đoạn 3: Điều chế guanidini 2-mercaptoethansulfonat

Theo tác giả C H Schramm và cộng sự thì phản ứng được tiến hành theo sơ

1.2.1.4 Giai đoạn 4: Tổng hợp mesna

Theo tác giả C H Schramm và cộng sự, sản phẩm guanidini mercaptoethansulfonat thu được ở giai đoạn trên có thể chuyển về dạng natri 2-mercaptoethansulfonat thông qua sơ đồ hình 1.6:

2-Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp mesna từ natri 2-mercaptoethansulfonat

Phản ứng được thức hiện theo 2 hướng: Hướng thứ nhất, dung dịch guanidini 2-mercaptoethansulfonat được cho phản ứng với natri nitrat tạo ra muối guanidini nitrat ít tan, lọc loại tủa thu được dung dịch mesna Hướng thứ hai, guanidini 2-mercaptoethansulfonat được đem chạy sắc k trao đổi ion thông qua nhựa

―Amberlite IR 120‖, thu được acid 2-mercaptoethansulfonic Sau đ đem trung hòa bằng dung dịch NaOH sẽ thu được dung dịch sản phẩm mesna [25], [26]

1.2.2 Tổng hợp mesna qua trung gian natri benzoylthioethansulfonat

Tác giả Alberto Reiner và cộng sự đã tiến hành tổng hợp mesna qua trung gian natri benzoylthioethansulfonat theo sơ đồ hình 1.7:

Hình 1.7 Sơ đồ tổng hợp mesna qua trung gian natri benzoylthioethansulfonat

1.2.2.1 Tổng hợp natri benzoylthioethansulfonat

Thêm dần natri bicarbonat vào dung dịch acid thiobenzoic trong nước cất, sau

đ lọc loại tủa Phối hợp dịch lọc với natri 2-bromoethansulfonat trong nước cất, khuấy trộn và đun ở 85-90ºC trong 16h Cất hỗn hợp thu được về 1/3 thể tích sẽ thấy các tinh thể sản phẩm natri benzoylthio-ethansulfonat Tiếp tục làm lạnh hỗn hợp về 20ºC rồi lọc thu các tinh thể màu hồng, được sản phẩm thô Kết tinh lại sản phẩm thô trong aceton với tỉ lệ 1:5 (khối lượng:thể tích), lọc và sấy khô ở 60ºC thu được sản phẩm tinh, hiệu suất 60% [23]

1.2.2.2 Tổng hợp mesna từ natri benzoylthioethansulfonat

Thêm vào bình cầu gồm: nước cất, natri benzoylthioethansulfonat và dung dịch amoni hydroxid 25% Phản ứng được tiến hành ở 50ºC, có khuấy trộn, sục khí trơ và trong 3,5h Kết thúc phản ứng, bình cầu được làm lạnh tới 5ºC, lọc loại bỏ benzamid rồi cất bớt nước về còn 1/3 thể tích, tiếp tục loại benzamid thêm lần nữa Phần dịch có chứa natri thioethansulfonat được cất tới kh , thu được sản phẩm Thêm methanol (tỉ lệ 15:1 về thể tích/khối lượng mesna theo lý thuyết) vào trong bình cầu, đun ở 40ºC có khuấy trộn Sau đ lọc lấy dịch, để kết tinh thu được sản phẩm [23]

Ngoài ra, từ trung gian này nhóm tác giả Trung Quốc đã tổng hợp mesna theo

sơ đồ hình 1.8:

Hình 1.8 Sơ đồ tổng hợp mesna từ một số thioester.

độ phòng, hiệu suất 72%, độ tinh khiết đạt 96% Khi sử dụng dung môi isopropanol thì hiệu suất đạt 82,3% [34]

1.2.3 Tổng hợp mesna qua trung gian muối của ethyl 2-sulfoethyl xanthat

1.2.3.1 Tổng hợp muối của ethyl 2-sulfoethyl xanthat

Quá trình phản ứng được thể hiện trên sơ đồ hình 1.9 dưới đây:

Hình 1.9.Sơ đồ phản ứng tổng hợp muối của ethyl 2-sulfoethyl xanthat

Theo tác giả C H Schramm và cộng sự, phản ứng tiến hành bằng cách cho

kali ethylxanthat ở nhiệt độ phòng trong 2h Sau đ để kết tinh lọc thu được sản phẩm có khối lượng 160 g [28]

Theo tác giả J Leveque và cộng sự, phản ứng được tiến hành như sau: Kali ethylxanthat được thêm vào dung dịch natri bromoethansulfonat trong acetonitril 3 lần, mỗi lần cách nhau 1,5h Phản ứng được đun n ng ở 85ºC, có thổi kh nitơ và thời gian đun là 6h Sau đ làm lạnh để kết tinh, lọc lấy tủa rồi rửa với acetonitril, sấy kh thu được bột màu trắng đục [16]

O-1.2.3.2 Tổng hợp mesna qua trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat theo phương pháp của tác giả C H Schramm và cộng sự

Phương trình phản ứng được thể hiện qua hình 1.10 dưới đây:

Hình 1.10.Phương trình tổng hợp mesna qua trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat

theo tác giả C H Schramm và cộng sựSản phẩm thu được của phản ứng trên (muối ethyl-2-sulfoethyl xanthat) được hòa tan trong hỗn hợp gồm ethanol 95% và dung dịch amoni hydroxid đậm đặc Sau khi để yên 48h ở nhiệt độ phòng, hỗn hợp được cất chân không tới khô Chiết phần bột khô bằng hỗn hợp dung môi 30% ethanol tuyệt đối và 70% ethyl ether thu được sản phẩm Có thể thay dung dịch amoni hydroxid đậm đặc bằng dung dịch methylamin 30% [28]

1.2.3.3 Tổng hợp mesna qua trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat theo phương pháp của tác giả J Leveque và cộng sự

Nhóm tác giả J Leveque và cộng sự [16] thực hiện phản ứng tổng hợp mesna

từ trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat theo hai hướng:

- Hướng thứ nhất được tiến hành theo sơ đồ như hình 1.11:

Hình 1.11.Tổng hợp mesna qua trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat theo phương

pháp của tác giả J Leveque và cộng sự - Hướng 1

- Hướng thứ hai: tiến hành tương tự như hướng thứ nhất nhưng c thêm dung dịch guanidin trong phản ứng đầu để tạo hợp chất trung gian có nhóm guanidino (–NHC(NH2)2) thay vì có nhóm carbonyl (–C=O) như hướng 1 Sơ đồ tổng hợp được thể hiện trên hình 1.12:

Hình 1.12. Tổng hợp mesna qua trung gian ethyl 2-sulfoethyl xanthat theo phương

pháp của tác giả J Leveque và cộng sự - Hướng 2

1.2.4 Tổng hợp mesna qua trung gian trithiocarbonat

Vài năm gần đây, nhóm nghiên cứu bộ môn Công Nghiệp Dược đã tổng hợp được mesna qua trung gian trithiocarbonat với hiệu suất khoảng 40% theo sơ đồ hình 1.13:

Hình 1.13 Sơ đồ tổng hợp mesna qua trung gian trithiocarbonat

1.2.4.1 Tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2 dicloroethan

Trong bình cầu 1000 ml hòa tan hỗn hợp gồm 46 ml (0,58 mol) dung dịch

và 0,8 g bột Cu, đun hồi lưu ở 70-80ºC trong 22 giờ Hỗn hợp phản ứng được lọc

n ng để loại bỏ đồng Sau đ mang đi cất chân không tới khô kiệt Thêm 280 ml ethanol 96%, đun n ng 85ºC khuấy kĩ, lọc loại tủa v cơ thu lấy phần dịch lọc, làm nguội từ từ đến nhiệt độ phòng, để kết tinh qua đêm nhiệt độ 1-5ºC Lọc và sấy khô thu sản phẩm natri 2-cloroethansulfonat [5]

1.2.4.2 Tổng hợp mesna từ natri 2-cloroethansulfonat

Trong bình cầu 250 ml, hòa tan 20 g (0,12 mol) natri 2-cloroethansulfonat và 51,2 ml (0,18 mol) natrithiocarbonat 40%, đun hỗn hợp ở 55ºC có sục nitơduy trì phản ứng 5 giờ Nhỏ giọt từ từ dung dịch H2SO4 35% vào bình cầu đến pH dung dịch 1,43 để phản ứng trong 20 phút Tiếp tục đưa pH về 6,6 bằng NaOH 1,5 M Trong quá trình phản ứng sục kh nitơ liên tục, cất chân kh ng tới kh ở nhiệt độ 50ºC, chiết lấy mesna bằng ethanol 96% ở nhiệt độ 55ºC, lọc hút qua phễu uchner, dịch lọc thu được kết tinh qua đêm nhiệt độ 1-5ºC, thu lấy kết tinh sấy chân kh ng ở nhiệt độ 40ºC thu được mesna [5]

Với phương pháp này mesna được tổng hợp theo 2 giai đoạn gồm: Tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2-dicloroethan và tổng hợp mesna từ natri 2-cloroethansulfonat thông qua các phản ứng với natri trithiocarbonat sau đ thủy phân, điều chỉnh pH Tuy nhiên, phương pháp này chưa đề cập rõ ràng về cấu trúc của hỗn hợp sản phẩm trung gian tạo ra ở giai đoạn 2 Vì vậy để hoàn thiện phương pháp chúng t i đề xuất tiến hành tổng hợp các hợp chất trung gian trong quá trình phản ứng và làm rõ ràng bản chất của quá trình tổng hợp mesna từ trung gian trithiocarbonat

1.3 Một số phản ứng tổng hợp nhóm thiol từ trithiocarbonat

Hợp chất trithiocarbonat như sau:

Các trithiocarbonat được thủy phân trong m i trường acid, base hoặc được khử hóa thành nhóm thiol thu được các thiol tương ứng

1.3.1 Phản ứng thủy phân trithiocarbonat

Các X (X = halogen) phản ứng với natri trithiocarbonat tạo ra các trithiocarbonat Thủy phân các trithiocarbonat này bằng acid thu được R-SH [33] theo hình 1.14:

R-Hình 1.14 Sơ đồ thủy phân monoalkyl trithiocarbonat thành nhóm thiol trong môi

trường acid

Theo phương pháp này Martin D J và Greco C C đã tổng hợp đươc các thiol với hiệu suất cao như 1,4-butandithiol và β,β’-dimercaptodiettiyl ether, tuy nhiên với toluen-α-thiol hiệu suất thu được thấp hơn [18] Khi sử dụng dung môi methanol, hiệu suất tạo thành toluen-α-thiol cao hơn Các dung m i hữu cơ sẽ hòa tan halogen tốt hơn, do đ phản ứng với natri trithiocarbonat sẽ xảy ra nhanh hơn sau đ Dimethyl sulfoxid đã được sử dụng làm dung môi cho sự hình thành của alkan- và nitroaren – thiol [14]

Ngoài ra, các trithiocarbonat khác nhau có thể thủy phân trong m i trường base [12] theo hình 1.15:

Hình 1.15 Sơ đồ thủy phân trithiocarbonat trong m i trường kiềm

1.3.2 Phản ứng khử hóa trithiocarbonat

1.3.2.1 Phản ứng khử bằng LiAlH 4

LiAlH4 có khả năng khử các trithiocarbonat để tạo ra nhóm thiol Ngoài ra sự khử bằng LiAlH4 của vòng trithiocarbonat có lợi thế hơn phương pháp khác trong phản ứng điều chế dithiol [24]

Bằng phương pháp sử dụng LiAlH4 các tác giả Ishii A và cộng sự đã tổng hợp

trans-cycloheptan-1,2-dithiol ((±) - trans - II) từ trithiocarbonat (±) – I trong ether

với hiệu suất 69% [15] theo hình 1.16:

Hình 1.16 Sơ đồ tổng hợp trans-cycloheptan-1,2-dithiol ((±) - trans - II)

1.3.2.2 Phản ứng khử bằng NaBH 4

Bằng việc sử dụng NaBH4 tác giả Charles W S và cộng sự đã tổng hợp được

poly-(N-isopropylacrylamid) thiol (PNIPAM-SH) theo sơ đồ hình 1.17 [10]:

Hình 1.17 Sơ đồ tổng hợp PNIPAM-SH

1.3.2.3 Phản ứng khử bằng ethanolamin

Phản ứng của ethanolamin với dialkyl trithiocarbonat được thể hiện theo sơ đồ hình 1.17 [31]:

Hình 1.18 Sơ đồ phản ứng của ethanolamin và trithiocarbonat

Bằng phương pháp này Taguchi T và cộng sự đã tổng hợp được ethanthiol từ diethyl trithiocarbonat với hiệu suất 80% [31]

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU 2.1 Nguyên liệu

Chúng tôi sử dụng nguyên vật liệu ( ảng 2.1), dụng cụ, thiết bị ( ảng 2.2) của phòng thí nghiệm Tổng hợp H a dược – Bộ môn Công nghiệp Dược, bao gồm:

Bảng 2.1 Danh mục nguyên liệu vật liệu

STT Nguyên liệu, hóa chất Nguồn gốc Tiêu chuẩn

con khuấy từ

3 ình sắc ký, bình hút ẩm, đĩa petri, giấy lọc, giầy chỉ

thị vạn năng

Đức, Trung Quốc, Việt Nam

10

Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bruker AV-500

(Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công

nghệ Việt Nam)

Mỹ

11

Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bruker

AscendTM 500 (Khoa Hóa Học - Trường ĐH KHTN

- ĐH Quốc Gia Hà Nội)

Mỹ

12 Máy đo phổ hồng ngoại Shimadzu (Khoa hóa học -

13

Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao Shimadzu LC-20A

(Bộ môn Công nghiệp Dược – Đại học Dược Hà

Nội)

Nhật Bản

14

Máy đo phổ khối lượng LTQ Orbitrap XL (Khoa

hóa học, Đại học khoa học tự nhiên – Đại học Quốc

gia Hà Nội)

Mỹ

15

Máy đo phổ khối lượng LCMS/MS AGILENT

1290/6460, Phòng Phân tích, Kiểm nghiệm và

Tương đương sinh học, Viện Công nghệ dược phẩm

Quốc gia

Mỹ

17 Máy sinh kh nitơ Đức

2.3 Nội dung nghiên cứu

 Tổng hợp trung gian monoalkyl trithiocarbonat, tinh chế được sản phẩm và khảo

sát một số điều kiện phản ứng

 Tổng hợp trung gian dialkyl trithiocarbonat, tinh chế được sản phẩm và khảo sát

một số điều kiện phản ứng

 Tổng hợp mesna qua trung gian alkyl trithiocarbonat và làm rõ được bản chất

quá trình phản ứng tổng hợp mesna qua trung gian trithiocarbonat

 Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết của các sản phẩm bằng SKLM với hệ dung môi thích hợp, đo nhiệt độ n ng chảy và bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

 Xác định cấu trúc sản phẩm tổng hợp được bằng cách đo phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tổng hợp mesna qua trung gian alkyl trithiocarbonat

- Sử dụng các phương pháp thực nghiệm cơ bản trong hóa học hữu cơ để tổng hợp các chất dự kiến như: phản ứng thế ái nhân SN2, thủy phân…

- Theo dõi tiến triển của phản ứng bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng (SKLM)

thực hiện trên bản mỏng silicagel 60 F254 với các hệ dung môi thích hợp, quan sát sắc ký đồ dưới bước sóng 254 nm của đèn tử ngoại hoặc hơ n ng bản mỏng trên ngọn lửa đèn cồn

- Tinh chế sản phẩm: Tinh chế sản phẩm bằng phương pháp cất, chiết rắn – lỏng , kết tinh với dung m i th ch hợp

2.4.2 Kiểm tra độ tinh khiết

Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng:

- Sắc ký lớp mỏng (SKLM) trên bản mỏng silicagel 60 F254 Merck 70-230 mesh

với các hệ dung môi thích hợp (hệ dung môi A gồm n-BuOH: AcOH: H2O =

9,0: 2,0: 2,5 và hệ dung môi B gồm n-BuOH: AcOH: H2O = 5,0: 2,5: 2,5), quan sát dưới đèn tử ngoại ở bước sóng 254 nm sau khi hơ n ng bản mỏng dưới ngọn lửa đèn cồn

- Đo nhiệt độ nóng chảy trên máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ-Melt

- Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) được thực hiện theo khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Lữ Nguyễn Phúc Hưng trong điều kiện:

 Cột sắc ký: Phenomenex C18 150mm x 4,6 mm, k ch thước hạt nhồi 10 µm

 Pha động: Methanol: đệm phosphate pH 2,3 (1/2, V/V)

 Tốc độ dòng: 1 ml/phút

 Thể tích tiêm mẫu: 20 µl

 Detector UV, bước sóng phát hiện: 215 nm

 Thời gian phân tích: 18 phút

2.4.3 Xác định cấu trúc

Dựa trên các kết quả phân tích phổ IR, MS, 1H-NMR, 13C-NMR

Phổ hồng ngoại (IR): Được ghi máy Shimadzu tại Bộ môn Hóa học v cơ, Khoa hóa học, Đại học khoa học tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội

Phổ khối lượng (MS): Được ghi trên máy đo phổ khối lượng LTQ Orbitrap

XL, Khoa hóa học, Đại học khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội và máy LCMS/MS AGILENT 1290/6460 chế độ ESI, Phòng Phân tích, Kiểm nghiệm và Tương đương sinh học, Viện Công nghệ dược phẩm Quốc gia

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR): Được ghi trên máy Bruker AV-500 tại Phòng Phân tích cấu trúc phân tử, Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; máy Bruker AscendTM 500 tại Khoa Hóa Học - Trường ĐH KHTN - ĐH Quốc Gia Hà Nội

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ, BÀN LUẬN

Hỗn hợp sau phản ứng được lọc n ng để loại bỏ đồng xúc tác Sau đ phần

dịch được mang đi cất chân không tới khô Thêm 200 ml ethanol 96% (đun n ng

85ºC), đun n ng và khuấy đều hỗn hợp Lọc nóng loại tủa v cơ, phần dịch lọc để

kết tinh qua đêm Lọc lấy tủa và sấy khô thu sản phẩm là natri 2-cloroethansulfonat

Dịch lọc được cô bớt dung môi và để kết tinh qua đêm sau đ lọc thu thêm sản

phẩm

Kết quả

Cảm quan: Sản phẩm (2) bột màu trắng dạng phiến nhỏ, mỏng và có ánh ngọc

Tiến hành thí nghiệm 3 lần cho kết quả như sau:

Bảng 3.1 Kết quả phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2-dicloroethan

3.1.2 Tổng hợp trung gian monoalkyl trithiocarbonat (natri xylatothio)ethan sulfonat, (3))

2-(dithiocarbo-3.1.2.1 Tổng hợp trung gian monoalkyl trithiocarbonat (3)

độ 55ºC có khuấy trộn và lắp sinh hàn Duy trì phản ứng ở nhiệt độ trên trong 5h và liên tục sục khí nitơ

Hỗn hợp sau phản ứng đem cất chân không đến kiệt thu được khối bột màu vàng cam, sau đ phân tán với 20 ml ethanol 96% trong m i trường khí nitơ Lọc, rửa tủa với 10 ml ethanol, làm khô trong bình hút ẩm thu được sản phẩm monoalkyl

trithiocarbonat (3)

Kết quả:

- Cảm quan: sản phẩm (3) thu được ở dạng bột màu vàng nhạt

- Khối lượng: 2,20g monoalkyl trithiocarbonat (3) Hiệu suất phản ứng tính

theo natri 2-cloroethansulfonat là 69,90%

- SKLM: Rf = 0,45 (hệ dung môi B)

- Nhiệt độ nóng chảy: 210,0-216,0ºC

3.1.2.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự chọn lọc tạo thành dẫn chất

monoalkyl hóa

 Khảo sát tỷ lệ mol các chất tham gia phản ứng :

Các thí nghiệm được tiến hành với các điều kiện phản ứng như mục 3.1.2.1, thay đổi tỷ lệ mol natri trithiocarbonat thu được kết quả ở bảng 3.2:

Bảng 3.2.Khảo sát tỷ lệ mol các chất tham giaphản ứng tạo dẫn chất monoalkyl

(hệ dung môi B)

Chú thích kết quả

(1: natri 2-cloroethansulfonat, 2: dịch phản ứng)

Xuất hiện 2 vết c màu đậm tương tự nhau trong hỗn hợp

phản ứng

Nhận xét:

Ở tỷ lệ (32,0:1,0) và tỷ lệ (16,0:1,0) trong hỗn hợp phản ứng chỉ có sản phẩm

monoalkyl trithiocarbonat (3) và ở các tỷ lệ từ (8,0:1,0) đến (1,4:1,0) có thêm một lượng nhỏ sản phẩm phụ dialkyl trithiocarbonat (4) Trong khi ở tỷ lệ (1,2:1,0) và (1,0:1,0), dialkyl trithiocarbonat (4) xuất hiện với lượng lớn Từ các kết quả phân

tích trên lựa chọn tỷ lệ (1,4:1,0) để thực hiện phản ứng

 Khảo sát lượng dung môi sử dụng trong phản ứng

Các thí nghiệm được tiến hành với các điều kiện phản ứng như mục 3.1.2.1, với tỷ lệ mol đã chọn (1,4:1,0) và thay đổi lượng dung môi từ 2 ml đến 10 ml thu được kết quả ở bảng 3.3:

Bảng 3.3 Khảo sát lượng dung m i sử dụng trong phản ứng tạo dẫn chất monoalkyl

(hệ dung môi B)

Chú thích kết quả

(1: natri 2-cloroethansulfonat, 2:sản phẩm hỗn hợp phản ứng)

Khi sử dụng H2O làm dung môi với lượng 10,0 ml, sản phẩm thu được chủ

yếu là monoalkyl trithiocarbonat (3) Trong khi đ với lượng dung môi là 8,0 ml và 6,0 ml, tạp dialkyl trithiocarbonat (4) xuất hiện với lượng nhỏ Ngược lại với lượng nhỏ dung môi (2,0 ml) xuất hiện nhiều tạp dialkyl trithiocarbonat (4)

Từ kết quả khảo sát trên, quy trình tổng hợp monoalkyl trithiocarbonat (3)

được tiến hành trong điều kiện như sau: tỷ lệ mol natri trithiocarbonat : natri cloroethansulfonat là (1,4:1,0) và sử dụng dung môi H2O với lượng 6,0 ml Tiến hành thực hiện quy trình ba lần thu được kết quả như bảng :

2-Bảng 3.4 Kết quả tổng hợp monoalkyl trithiocarbonat (3)

3.1.3 Tổng hợp trung gian dialkyl trithiocarbonat (dinatri (thiocarbonylbis(sulfanediyl))bis(ethan-1-sulfonat), (4))

2,2'-3.1.3.1 Tổng hợp trung gian dialkyl trithiocarbonat (4)

2-Hỗn hợp phản ứng được cất chân không đến khi gần kiệt, sau đ pha loãng với 20ml dung dịch isopropanol, kết tinh lạnh qua đêm Lọc và sấy thu lấy sản phẩm thô Sản phẩm thô được phân tán với 10ml ethanol 96% ở 55ºC, lọc thu lấy sản

phẩm, sấy kh thu được dẫn chất dialkyl trithiocarbonat (4).

Kết quả:

- Cảm quan: Sản phẩm (4) thu được ở dạng bột màu trắng

- Khối lượng: 1,91 g dialkyl trithiocarbonat (4) Hiệu suất phản ứng tính

theo natri 2-cloroethansulfonat là 86,04%

Bảng 3.5 Khảo sát tỷ lệ mol trong phản ứng tạo dẫn chất dialkyl trithiocarbonat (4)

STT Tỷ lệ mol (natri

trithiocarbonat: natri

2-cloroethansulfonat)

Hình ảnh SKLM

(hệ dung môi B)

Chú thích kết quả

(1: natri 2-cloroethansulfonat, 2: dich phản ứng)

6 1,0:1,0 Xuất hiện 2 vết trong hỗn hợp

phản ứng là sản phẩm (3) và (4)

c màu đâm như nhau

Nhận xét:

Ở tỷ lệ (1,0:32,0) và (1,0:16,0) phản ứng không tạo ra sản phẩm phụ

monoalkyl trithiocarbonat (3) đồng thời natri 2-cloroethansulfonat vẫn dư với lượng

lớn Trong khi đ , với tỷ lệ (1,0:8,0); (1,0:4,0); (1,0:2,0) có xuất hiện sản phẩm phụ

(3) với lượng nhỏ và ở tỷ lệ (1,0:1,0) tạo nhiều sản phẩm phụ (3)

Tiến hành thực hiện quy trình với tỷ lệ natri trithiocarbonat: natri cloroethansulfonat là (1,0:2,0) ba lần thu được bảng kết quả:

2-Bảng 3.6 Kết quả tổng hợp dialkyl trithiocarbonat (4)

Hòa tan 2,00 g chất trung gian monoalkyl trithiocarbonat (3) vào 4,0 ml nước

cất trong bình cầu 3 cổ dung tích 100 ml có khuấy trộn và sục nitơ liên tục Nhỏ giọt

từ từ dung dịch acid sulfuric 35% vào khối phản ứng đến pH 1,43 Duy trì phản ứng

thêm 10 phút ở nhiệt độ phòng Nhỏ giọt từ từ dung dịch NaOH 1,5M vào hỗn hợp phản ứng đến pH 6,6 Trong quá trình điều chỉnh pH duy trì khuấy trộn và sục khí nitơ liên tục

Cất chân không khối phản ứng tới kiệt ở nhiệt độ 50ºC Lắc cắn thu được với

20 ml ethanol 96% ở nhiệt độ 50-55ºC Lọc loại tủa, tinh chế lại với 10ml ethanol 96% ở nhiệt độ 50-55oC thu được dịch lọc, cất chân không còn khoảng 5 ml và để kết tinh lạnh qua đêm Tiến hành lọc hút chân không, thu tinh thể, sấy chân không thu được mesna

3.1.5 Thủy phân, khử hóa muối sulfonat của dialkyl trithiocarbonat (4)

Quá trình phản ứng của dialkyl trithiocarbonat đã được mô tả trong nhiều tài

liệu tham khảo, trong đ chủ yếu đề cập đến phản ứng thủy phân trong m i trường acid, base và khử hóa bằng NaBH4, ethanolamin [10], [13], [31]

3.1.5.1 Phản ứng trong môi trường aicd

Hòa tan 0,50g (1,35mmol) dialkyl trithiocarbonat (4) vào 4 ml nước cất trong

bình cầu 3 cổ dung tích 100 ml có khuấy trộn và liên tục sục khí nitơ Đun cách thủy ở nhiệt độ 55ºC có khuấy trộn và lắp sinh hàn, khi nhiệt độ đạt khoảng 50-55ºC thêm từ từ dung dịch H2SO4 35% vào bình cầu đến pH 1,43, duy trì phản ứng

ở điều kiện trên trong 1h

Kết quả :

Theo dõi phản ứng bằng SKLM cho thấy trên sắc ký không xuất hiện vết

mesna, chỉ có vết của dẫn chất dialkyl trithiocarbonat (4)

3.1.5.2 Phản ứng với amoniac

Hòa tan 0,50g (1,35mmol) dialkyl trithiocarbonat (4) vào 4 ml nước cất trong

bình cầu 3 cổ dung tích 100 ml có khuấy trộn, thêm 0,2 ml (1,35 mmol) amoniac 25% vào hỗn hợp trên Đun cách thủy ở nhiệt độ 55ºC có khuấy trộn và lắp sinh hàn, liên tục sục kh nitơ và duy trì phản ứng ở điều kiện trên trong 1h

Kết quả :

Theo dõi phản ứng bằng SKLM cho thấy trên sắc ký không xuất hiện vết mesna tương tự với phản ứng trong m i trường acid

3.1.5.3 Phản ứng với NaBH 4

Hòa tan 0,50g (1,35mmol) dialkyl trithiocarbonat (4) vào 4 ml nước cất trong

bình cầu 3 cổ dung tích 100 ml, thêm 0,13g (6,75mmol) NaBH4 vào hỗn hợp trên Phản ứng diễn ra ở nhiệt đồ thường có khuấy trộn và liên tục sục kh nitơ, duy trì phản ứng ở điều kiện trên trong 2h

Hòa tan 0,50g (1,35mmol) dialkyl trithiocarbonat (4) vào 4 ml nước cất trong

bình cầu 3 cổ dung tích 100 ml có khuấy từ, thêm 0,2 ml dung dịch ethanolamin vào hỗn hợp trên Đun cách thủy ở nhiệt độ 80-120ºC có khuấy trộn, lắp sinh hàn và liên tục sục khí nitơ, duy trì phản ứng ở điều kiện trên trong 2h Trong quá trình phản ứng xuất hiện khí màu trắng bay ra

Kết quả:

Trên sắc ký bản mỏng thu được vết có Rf = 0,21 (hệ dung môi A) nằm giữa vết

của mesna và dimesna (phụ lục 6.1)

Hình 3.5 Hình ảnh sắc ký lớp mỏng của phản ứng với ethanolamin

3.2 Kiểm tra độ tinh khiết

Các chất tổng hợp được kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM và đo nhiệt độ nóng chảy và chạy sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

 Sản phẩm muối sulfonat của monoalkyl trithiocarbonat (3):

Tonc = 210,0-216,0ºC

Rf = 0,45 trong hệ dung môi B

Thời gian lưu trên sắc ký đồ HPLC t = 4,5-4,6 phút (phụ lục 5.1)

 Sản phẩm muối sulfonat của dialkyl trithiocarbonat (4):

Tonc = 265,0-272,0ºC

Rf = 0,34 trong hệ dung môi B

Thời gian lưu trên sắc ký đồ HPLC t = 7,1-7,2 phút (phụ lục 5.3)

 Sản phẩm mesna (5) tổng hợp từ monoalkyl trithiocarbonat (3):

Tonc = 266,0-267,0ºC

Rf = 0,61 trong hệ dung môi B

Thời gian lưu trên sắc ký đồ HPLC t = 5,4-5,5 phút ( phụ lục 5.4)

3.3 Xác định cấu trúc

Để xác định cấu trúc sản phẩm, chúng t i đã tiến hành ghi và phân tích phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) và cacbon-13 (13C-NMR) Kết quả phổ được trình bày cụ thể như sau:

3.3.1 Phổ hồng ngoại (IR)

Phổ đồ IR được trình bày từ phụ lục 1.1 đến 1.4 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại được trình bày trong bảng 3.7