Phân tích cấu trúc của một số dẫn xuất quinoline diketopiperazine bằng các phương pháp phổ hiện đại

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TRẦN THỊ THU HẰNG PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

TRẦN THỊ THU HẰNG

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ

DẪN XUẤT QUINOLINE – DIKETOPIPERAZINE BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN -2020

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

TRẦN THỊ THU HẰNG

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ

DẪN XUẤT QUINOLINE – DIKETOPIPERAZINE BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ HIỆN ĐẠI

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 8 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM THẾ CHÍNH

PGS.TS CHEN XUEBING

THÁI NGUYÊN -2020

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn:

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Thế Chính người thầy đã giao đề tài, tận tình chỉ bảo và truyền đam mê nghiên cứu cho em trong suốt quá trình hoàn thành luận văn, người thầy đã tận tình hướng dẫn để em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cám ơn PGS.TS Phạm Thị Thắm và các bạn HVCH tại phòng Hóa dược Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học - ĐHTN đã giúp đỡ

em rất nhiều trong suốt quá trình làm luận văn

Em xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ thực nghiệm và kinh phí từ đề tài nafosted mã số 104.01-2016.18

Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Khoa Hóa học Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên, tập thể các thầy cô, anh chị và các bạn tại Khoa Hóa học trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp

đỡ em trong suốt quá trình hoàn thành luận văn

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu cùng toàn thể cán bộ giáo viên Trường THPT Marie Curie – Hải Phòng đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và công việc để em hoàn thành luận văn

Cuối cùng em xin bày tỏ sự cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm, động viên giúp đỡ tôi

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn

Tác giả luận văn

Trần Thị Thu Hằng

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc 2

1.1.1 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 2

1.1.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 3

1.1.3 Phương pháp phổ khối lượng (MS) 7

1.2 Nhóm hợp chất quinoline 8

1.2.1 Giới thiệu chung 8

1.2.2 Hoạt tính chống ký sinh trùng sốt rét 9

1.2.3 Hoạt tính kháng sinh 10

1.2.4 Hoạt tính chống ung thư 11

1.3 Nhóm hợp chất piperazinedion 11

1.4 Mục tiêu của luận văn 13

Chương 2:THỰC NGHIỆM 15

2.1 Phương pháp nghiên cứu, nguyên liệu và thiết bị 15

2.1.1 Phương pháp nghiên cứu 15

2.1.2 Hóa chất và thiết bị 15

2.1.3 Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng sắc kí lớp mỏng 15

2.1.4 Xác nhận cấu trúc 16

2.2 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 16

2.2.1 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 31 17

2.3 Phân tích cấu trúc của hợp chất theo sơ đồ 2.1 18

2.3.1 Quy trình phân tích chất 31 và chất 33 bằng phổ IR 18

2.3.2 Quy trình phân tích chất 31 và chất 33 bằng phổ NMR 18

Trang 5

2.3.3 Phân tích cấu trúc của 31 bằng phổ 2D (HSQC, HMBC) 19

2.4 Quy trình phân tích cấu trúc của hợp chất theo sơ đồ 2.2 19

2.3.1 Quy trình phân tích chất 35 bằng phổ IR 19

2.4.2 Quy trình phân tích chất 35 và 36 bằng NMR 19

Chương 3:KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Mục tiêu của đề tài 21

3.2 Phân tích cấu trúc của quinoline-piperazindinone 21

3.2.1 Phân tích cấu trúc của hợp chất 31 22

3.2.2 Phân tích cấu trúc của hợp chất quinoline-piperazindione 33 26

3.3 Phân tích cấu trúc của các hợp chất plinabulin 27

KẾT LUẬN 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

Trang 6

Trang 7

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Phổ hồng ngoại của Dichloromethane 3

Hình 1.2 Mô phỏng spin của electron 3

Hình 1.3 Phổ 1H-NMR của 4-hydroxybenzylalcohol 5

Hình 1.4 Phổ 13C-NMR của methyl methacrylate 6

Hình 1.5 Phổ HSQC của một hợp chất hữu cơ 6

Hình 1.6 Phổ HMBC của Gentisamide (2,5 – Dihydroxybenzamide) 7

Hình 1.7 Phổ EI-MS và cơ chế phân mảnh của benzamid 8

Hình 1.8 Một số hợp chất diketopiperazin 13

Hình 3.1 Phổ IR của hợp chất 31 22

Hình 3.2 Phổ 1H-NMR của hợp chất 31 23

Hình 3.3 Phổ 13C-NMR của hợp chất 31 24

Hình 3.4 Phổ HSQC của hợp chất 31 25

Hình 3.5 Phổ HMBC của hợp chất 31 25

DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Quy trình chuẩn bị mẫu quinoline-diketonpiperazine 16

Sơ đồ 2.2 Quy trình chuẩn bị mẫu plinabulin 16

Trang 8

MỞ ĐẦU

Phân tích cấu trúc các hợp chất hữu cơ là một trong số các nhiệm vụ quan trọng của hóa học, hóa dược vì chỉ khi biết chính xác cấu trúc, chúng ta mới có câu trả lời chính xác cho việc định tính, định lượng và phân tích chúng trong các mẫu nghiên cứu thực cũng như trong đời sống và công nghệ Để phân tích cấu trúc của các hợp chất hữu cơ, người ta có thể sử dụng các phương pháp phổ như phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại khả kiến, phổ cộng hưởng từ hạt nhân, phổ khối lượng Mỗi phương pháp cho phép xác định một số thông tin khác nhau của cấu trúc phân tử và

hỗ trợ lẫn nhau trong việc xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ

Các dẫn xuất của quinoline thường có hoạt tính sinh học quý như chống ký sinh trùng sốt rét, hoạt tính kháng sinh và hoạt tính chống ung thư, do đó nhóm chất này đã được ứng dụng rộng rãi trong lâm sàng để điều trị bệnh Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của quinoline là xây dựng khung cấu trúc của thuốc chống sốt rét

Piperazinedione hay còn gọi là diketopiperazine là lớp cấu trúc phổ biến nhất được tìm thấy trong tự nhiên, có nhiều hoạt tính sinh học quý như: ức chế chu kỳ phát triển tế bào động vật có vú đặc biệt là hoạt tính ức chế trùng hợp tubulin Do đó, các hợp chất diketopiperazine được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu tổng hợp

Sự kết hợp giữa quinoline và diketopiperazine sẽ tạo thành nhóm hợp chất mới

có cấu trúc rất phức tạp nên việc nghiên cứu phân tích cấu trúc của chúng đòi hỏi kết

hợp nhiều phương pháp phân tích phổ khác nhau Do đó luận văn “Phân tích cấu

trúc của một số dẫn xuất quinoline-diketopiperazine bằng các phương pháp phổ hiện đại” rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Trang 9

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về các phương pháp xác định cấu trúc

1.1.1 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)

Để giải thích cấu tạo các hợp chất hữu cơ hiện nay nguời ta sử dụng nhiều phương pháp vật lý khác nhau nhưng trước tiên là các phương pháp phổ như phổ hồng ngoại (IR), tử ngoại-khả kiến (UV-VIS), phổ huỳnh quang lân quang, phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), phổ khối lượng (MS)…

Trong phân tử hợp chất hữu cơ có một số dao động khi ta chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phân tử bức xạ hồng ngoại kích thích các dao động phân tử Những dao động dẫn tới sự biến đổi momen lưỡng cực của phân tử mới quan sát được trên phổ hồng ngoại Có hai loại dao động khi bị tác động bởi bức xạ hồng ngoại là dao động hóa trị và biến dạng, dao động hóa trị (ν) là dao động làm thay đổi độ dài liên kết, dao động biến dạng (δ) là dao động làm thay đổi góc liên kết Các đám phổ khác nhau có mặt trong phổ hồng ngoại tương ứng với các nhóm chức đặc trưng và các liên kết có trong phân tử

Trên phổ hồng ngoại trục hoành biểu diễn số sóng với trị số giảm dần (4000 - 400cm-1) Trong đó các nhóm nguyên tử trong hợp chất hữu cơ hấp thụ ở vùng 4000- 650cm-1 Vùng phổ từ 4000 - 1500cm-1 được gọi là vùng nhóm chức vì chứa hầu hết các đỉnh hấp thụ của các nhóm chức như OH, NH, C=O, C=N, C=C Vùng phổ nhóm chức tập trung vào bốn vùng mà ở mỗi vùng, tần số đặc trưng của nhóm có giá trị thay đổi phụ thuộc vào cấu tạo của phân tử Vùng 3650-2400cm-1 chứa các đỉnh dao động hóa trị của X-H (X: O, N, C, S, P); vùng 2400 -1900cm-1 gồm các đỉnh do dao động hóa trị của các nhóm mang liên kết ba hoặc hai liên kết đôi kề nhau; vùng

1900 - 1500cm-1 chứa các đỉnh hấp thụ của dao động hóa trị của các nhóm mang liên kết đôi và do dao động biến dạng của nhóm -NH2 Vùng phổ 1500 - 700cm-1 mặc dù

có chứa các đỉnh hấp thụ đặc trưng cho dao động hóa trị của các liên kết đơn như

C-C, C-N, C-O và các đỉnh hấp thụ do dao động biến dạng của các liên kết C-H, C-C nhưng thường được dùng để nhận dạng toàn phân tử hơn là để xác định các nhóm

Trang 10

chức, vì ngoài đỉnh hấp thụ trên còn có nhiều đỉnh hấp thụ xuất hiện do tương tác mạnh giữa các dao động

Hình 1.1 Phổ hồng ngoại của Dichloromethane

1.1.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Thông thường, hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương và luôn tự quay quanh mình nó, khi quay nó sinh ra momen quán tính được gọi là momen spin và momen từ µ đồng thời mỗi hạt nhân nguyên tử còn được đặc trưng bởi số lượng tử spin I

Hình 1.2 Mô phỏng spin của electron

Khi hạt nhân nguyên tử nằm trong từ trường hấp thu hoặc phát xạ một bức xạ điện từ, thì chỉ có hạt nhân chứa số lẻ các proton hay neutron mới có momen từ sẽ được nhận diện và phân tích Phổ NMR dựa trên sự ghi lại quá trình cộng hưởng từ

Trang 11

sinh ra bởi các hạt nhân spin khác 0 được kích thích bởi năng lượng của tần số dưới tác động của từ trường bên ngoài

Do mỗi hạt nhân đặt trong từ trường ngoài đều chịu hiệu ứng chắn từ, hiệu ứng này khác nhau đối với mỗi loại hạt nhân trong phân tử, do các hạt nhân 1H hoặc 13C trong phân tử chịu hiệu ứng chắn từ khác nhau nên chúng có tần số cộng hưởng khác nhau Đại lượng đặc trưng cho khả năng cộng hưởng của các nguyên tố hoặc nhóm nguyên tố tương đương gọi là độ dịch chuyển hóa học, kí hiệu là δ, không có thứ nguyên

6 10

TMS x o

νTMS, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn nội TMS và của hạt nhân mẫu

đo, νo là tần số cộng hưởng của máy phổ

Đối với các hạt nhân khác thì độ chuyển dịch hóa học được định nghĩa một các tổng quát như sau:

6 10

chuan x o

νchuẩn, νx là tần số cộng hưởng của chất chuẩn và của hạt nhân mẫu đo, νo là tần

số cộng hưởng của máy phổ

Dựa vào độ chuyển dịch hóa học  ta biết được loại proton nào có mặt trong chất được khảo sát Đối với 1H-NMR thì δ có giá trị từ 0-12 ppm, đối với 13C-NMR thì δ có giá trị từ 0-230 ppm

Một đại lượng cũng rất quan trọng trong phân tích NMR là hằng số tương tác

J, đại lượng đặc trưng cho tương tác spin-spin, được tính bằng khoảng cách giữa hai

đỉnh tín hiệu cần xác định tương tác, thứ nguyên là Hz

J = ∆δ x (tần số máy)

Từ giá trị J cho ta biết mối quan hệ và vị trí của các proton, cho biết các thông

tin về cấu trúc không gian của phân tử

Trang 12

Phổ proton 1 H-NMR

Trong phổ 1H-NMR, độ dịch chuyển hóa học  của các proton được xác định tùy thuộc vào mức độ lai hóa của các nguyên tử cũng như các đặc trưng riêng của từng phân tử Mỗi loại proton cộng hưởng ở một trường khác nhau, vì vậy chúng được biểu diễn bằng một độ dịch chuyển hóa học khác nhau Dựa vào những đặc trưng của  và tương tác J để có thể cung cấp các thông tin giúp xác định cấu trúc hóa

ra, phổ 13C-NMR còn được ghi theo phương pháp DEP.Phổ này cho ta tín hiệu phân

loại cacbon khác nhau Trên phổ DEPT, tín hiệu của cacbon bậc 4 biến mất Tín hiệu của CH và CH3 nằm cùng một phía, tín hiệu của CH2 nằm ở phía ngược lại đối với phổ DEPT 135 Trên phổ DEPT 90 chỉ xuất hiện tín hiệu phổ của các nhóm CH

Trang 13

Hình 1.4 Phổ 13C-NMR của methyl methacrylate

Phổ HSQC thể hiện mối liên quan giữa tín hiệu của proton 1H trên một trục với tín hiệu của nguyên tử 13C trên trục khác

Hình 1.5 Phổ HSQC của một hợp chất hữu cơ

Phổ HMBC: Đây là phổ thể hiện tương tác xa (2 liên kết và 3 liên kết) giữa

cacbon và proton trong phân tử và nhờ đó mà từng phần của phân tử cũng như toàn

bộ phân tử được xác định Phổ này đặc biệt thích hợp trong trường hợp phân tử chứa

Trang 14

cacbon bậc bốn vì nó thể hiện mối liên quan của tín hiệu proton 1H ở một nguyên tử

13C với tín hiệu của 13C khác ở cách xa nó 2-3 liên kết

Hình 1.6 Phổ HMBC của Gentisamide (2,5 – Dihydroxybenzamide)

Như vậy, phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) một chiều và hai chiều cho ta biết chi tiết về cấu trúc phân tử

1.1.3 Phương pháp phổ khối lượng (MS)

Phương pháp phổ khối lượng viết tắt MS, là một phương pháp phân tích hiệu quả để chứng minh hợp chất chưa biết bằng cách xác định khối lượng phân tử, định tính và định lượng của các vết hợp chất hữu cơ

Cơ sở của phương pháp phổ khối lượng đối với các hợp chất hữu cơ là phá vỡ phân tử trung hòa thành ion phân tử và các mảnh ion dương hoặc phá vỡ thành các mảnh ion, các gốc theo sơ đồ sau:

M + e- → M+ + 2e

-AB + e- → AB+. +2e-

AB+.→ A+ + B.

Trang 15

Các ion có độ bội điện tích (điện tích ≥2) chỉ được tạo thành rất ít so với ion

có điện tích bằng 1 (≥95%) Ion phân tử và các ion mảnh là các phân tử có khối lượng Nếu gọi khối lượng của một ion là m và điện tích của nó là Z thì tỷ số m/z được gọi

là số khối Ion có tỷ số khối lượng điện tích khác nhau sẽ có bán kính vòng quay khác nhau Ion càng nặng thì đường cong chuyển động có bán kính càng lớn Điều này gọi

là quét khối lượng hay quét phổ khối Ion phân tử có số khối ký hiệu là M+ Sự phá

vỡ phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và năng lượng bắn phá Quá trình này gọi là quá trình ion hóa

Hình 1.7 Phổ EI-MS và cơ chế phân mảnh của benzamid

Khi phân tích phổ khối lượng là tìm mối liên quan giữa các số khối xuất hiện trên phổ khối lượng để tìm được khối lượng phân tử và cấu tạo phân tử dựa trên cơ chế phá vỡ phân tử Đây cũng là thông tin để kết luận chính xác cấu trúc phân tử của chất cần nghiên cứu khi kết hợp những phương pháp phổ hiện đại với nhau

1.2 Nhóm hợp chất quinoline

1.2.1 Giới thiệu chung

Quinoline là hợp chất dị vòng quan trọng, có hoạt tính sinh học quý như kháng sốt rét, kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thư… Do có hoạt tính sinh học này nên

Trang 16

việc tổng hợp các hợp chất này rất được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu [1]

Công thức phân tử của quinoline là C9H7N, khối lượng phân tử: 129.16 đvC

Quinoline

Xét về mặt cấu trúc, quinoline có cấu trúc vòng phẳng, trong đó tất cả các nguyên tử carbon cũng như nguyên tử nitơ đều ở trạng thái lai hóa sp2 Các orbital p của thành phần pyridine trong phân tử tạo thành hệ liên hợp thơm, cũng xen phủ với các orbital p của vòng benzene tạo thành một hệ liên hợp khép kín trong toàn bộ phân

tử phẳng Tổng số điện tử π trong hệ liên hợp này là 10, thỏa mãn điều kiện 4n + 2

cho nên hệ liên hợp có tính thơm Trên nguyên tử nitơ ngoài đôi điện tử π của liên kết C=N tham gia vào hệ liên hợp nói trên vẫn còn một đôi điện tử tự do phân bố trên orbital sp2 và nguyên tử nitơ này sẽ thể hiện tính base

1.2.2 Hoạt tính chống ký sinh trùng sốt rét

Vào năm 1820 một hợp chất có khung quinine được phân lập từ cây

Canh-ki-na, bởi các nhà khoa học người Pháp Pierre Joseph Pelletier và Joseph Bienaime Caventou được đặt tên là quinine, xuất phát từ tên tiếng Tây Ban Nha gọi tên thực

vật trên là quina Hợp chất này đã được phát hiện có khả năng chống ký sinh trùng

sốt rét, được sử dụng điều trị sốt rét những năm đầu thế kỷ XX Dựa trên khung cơ bản này, người ta đã tổng hợp hàng loạt các dẫn chất và phát hiện chloroquine và mefloquine có hoạt tính chống sốt rét mạnh hơn so với quinine

Nhóm chất quinoline có khả năng ức chế mạnh ký sinh trùng sốt rét khi có các nhóm thế ở các vị trí C-2, C-4 và C-8 Cơ chế hoạt động của nhóm thuốc này đến nay chưa thực sự rõ ràng, có nhiều giả thiết khác nhau nhưng người ta tin rằng các hợp chất quinoline ức chế quá trình polyme hóa của nhân heme của ký sinh trùng, ngăn

Trang 17

chặn quá trình polyme hóa trong bào chất (cytoplasma) để hình thành hemozoin dẫn đến sự tích tụ quá nhiều heme tự do là nguồn gây độc cho tế bào của ký sinh trùng

1.2.3 Hoạt tính kháng sinh

Các hợp chất quinoline có chứa nhóm thế cacboxilic tại vị trí C-3 và nhóm ketone tại vị trí C-4 có hoạt tính kháng sinh mạnh, nhóm chất này được biết đến với tên gọi khác là kháng sinh dòng quinolone Thế hệ đầu tiên của nhóm kháng sinh này

là acid nalidixic, sau đó người ta đã thiết kế các dòng kháng sinh thuộc thế hệ thứ hai, thế hệ thứ ba của quinolone được phát triển nhờ gắn thêm các nhóm thế ở các vị trí N-1, C-6 và C-7 trên khung quinoline

Nhóm quinolone có phổ kháng khuẩn rộng, kháng được hầu hết các vi khuẩn thuộc cả hai nhóm Gram (-) và Gram (+), đặc biệt khi gắn thêm flo vào vị trí C-6 đã tạo ra nhiều dòng kháng sinh mới có nhiều ưu điểm vượt trội Ví dụ, một số kháng sinh thuộc quinolone: kháng sinh thế hệ thứ 2 như norfloxacin, oflocacine, ciprofloxacine… kháng sinh thế hệ 3 như sparfloxacine, levofloxacine, DU-6859, các

Trang 18

kháng sinh này có thể kháng được nhiều dòng vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm trong đó

có treptococci và stamphylococci

1.2.4 Hoạt tính chống ung thư

Nhóm chất quinoline có khả năng kháng ung thư mạnh với cơ chế lý thú và can thiệp chọn lọc vào quá trình phát triển của tế bào ung thư Các hợp chất quinoline hiện nay đang được sử dụng trong lâm sàng để điều trị nhiều loại ung thư, ví dụ camptothecin và iriotecan đây là hai hợp chất thuộc nhóm quinoline Hợp chất

camptothecin được phân lập từ loài thực vật Camptotheca acuminate khả năng gắn

kết mạnh mẽ với enzym tháo xoắn DNA topoisomerase và làm bền hóa trạng thái xoắn của DNA làm cho DNA không thể tháo xoắn để tiếp tục nhân bản theo chu trình phát triển, tế bào ung thư sẽ bị chết theo lập trình Do có hoạt tính lý thú nên các nhà hóa học không ngừng nghiên cứu để tìm ra các phương pháp mới tổng hợp các hợp chất quinolone

1.3 Nhóm hợp chất piperazindione

Piperazindione là lớp cấu trúc phổ biến nhất được tìm thấy trong tự nhiên, có nhiều hoạt tính sinh học quý như:

Trang 19

HN N N

H

H O

O R

(15) Tryprostatin A, R= OMe

(16) Tryprostatin B, R= H

H

N N O

O

(21) Fumitremorgin C

N H

MeO

HN

NH

NH N O

O

(22) (-)-Phenylahistin

N N

O

N H

MeO

OR OH

(17) Cyclotryprostatin A, R= H (18) Cyclotryprostatin B, R= Me

N N

O

N H

R2OH

Bên cạnh đó, khung piperazindione còn là các synthon quan trọng được sử dụng trong tổng hợp toàn phần và bán tổng hợp nhiều hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học mạnh như saframycin và eteinascindin…

N

NH O

O HN N

N

H

23 (Requef otine)

HN NH O

O

N NH

Cyclo(Phe-His)

HN NH O

O

NH N

Cyclo(Phe-dehydroHis)

HN NH O

Trang 20

Hình 1.8 Một số hợp chất diketopiperazin

Các hợp chất piperazindione không chỉ là một lớp cấu trúc phổ biến của tự nhiên mà còn có khả năng liên kết với một phạm vi rộng với các thụ thể Nhờ tính chất đó các piperazindione là đối tượng cho việc nghiên cứu phát triển thuốc Cấu trúc của piperazindione đơn giản nhất là một bộ khung dị vòng 6 cạnh, có thể đưa các nhóm thế vào sáu vị trí khác nhau và kiểm soát lập thể lên tới bốn vị trí

Năm 2000, nhóm nghiên cứu của Yoshio Hayashi đã tổng hợp toàn phần dẫn xuất phenylahistin và aurantiamin [13] Yoshio Hayashi và cộng sự đã tổng hợp nhiều dẫn xuất của plinabulin với sự thay thế vòng imidazol bằng các vòng thơm khác và nhóm benzyl bằng các aryl [14] Kết quả đã nhận được hai hợp chất mới 30a và 30b

có hoạt tính gây độc tế bào ung thư với IC5o tương ứng là 2,6 nM và 1,4 nM[14;15] Các phức ferrocene có khả năng gây độc nhiều loại tế bào ung thư thực nghiệm, phức này có hoạt tính dựa trên phản ứng oxy hóa tại tế bào để nhận được các ferrocenium

có trung tâm oxy hoạt động (ROS), các ROS này tấn công vào DNA của tế bào ung thư theo cơ chế ankyl hóa [16,17] Nhóm nghiên cứu của Anna Wieczorek đã tổng hợp nhiều dẫn chất lai của plinabulin với các phức ferrocene nhờ thay thế nhánh phenyl bằng ferrocyl đồng thời có sự thay thế nhánh imidazol bằng các nhóm chức khác nhau Các hợp chất này đều thể hiện hoạt tính ức chế mạnh tubulin [18] Năm

2008, Yuri Yamazaki và cộng sự đã tổng hợp các dẫn xuất mới của plinabulin nhờ thay thế nhóm imidazole bằng nhóm oxazole nhận được hợp chất có hoạt tính ức chế

tế bào ung thư HT-29 ở nồng độ 4 nM (mạnh hơn so với plinabulin) [19] Tiếp theo, năm 2009 và 2010, nhóm nghiên cứu này lại tổng hợp nhiều hợp chất lai nhạy sáng

nhờ gắn bitinyl peptit ở vị trí số 4 của benzophenon hoặc gắn vào nhóm tert-butyl

của vòng oxazol Các hợp chất này có hoạt tính tương đương nhưng khả năng tương

thích tốt với tubulin ở vùng xung quanh giữa α và β-tubulin [20,21]

Do có nhiều tác dụng dược lý quý báu mà hợp chất piperazindione đã thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới

1.4 Mục tiêu của luận văn

Quinoline và piperazindinone đều là các nhóm chất dị vòng có cấu trúc hoá học rất phức tạp, đặc biệt khi các khung cấu trúc này có liên kết với nhiều nhóm thế

Trang 21

khác nhau ở các vị trí khác nhau trên khung cấu trúc Việc gắn kết hai khung cấu trúc này sẽ trở thành một nhóm chất mới có khung cấu trúc phức tạp hơn do kế thừa các đặc tính về cấu trúc của hai khung quinoline và piperazindione, do đó việc nghiên cứu phân tích cấu trúc của lớp chất lai này, đòi hỏi phải kết hợp được nhiều phương pháp pháp phổ cùng lúc, ngoài ra việc phân tích này sẽ rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn nhằm tìm ra các bước đơn giản và hiệu quả để phân tích cấu trúc của nhóm chất này, đây là sẽ là bước tiền đề cho các nghiên cứu phân tích định tính và định lượng ở bước sau

Sau khi chuẩn bị các hợp chất thuộc lớp chất quinoline-diketonpiperazine, plinabulin bằng các phản ứng tổng hợp hữu cơ sẽ được tiến hành phân tích cấu trúc bằng các phương pháp pháp phổ hiện đại Để phân tích cấu trúc ta cần phải kết hợp nhiều phương pháp phân tích khác nhau như phổ IR, phổ NMR-1D và NMR-2D

Trang 22

Chương 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Phương pháp nghiên cứu, nguyên liệu và thiết bị

2.1.1 Phương pháp nghiên cứu

Các mẫu nghiên cứu được chuẩn bị bằng các phương pháp tổng hợp hữu cơ được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa dược - Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên Nhằm mục đích chuẩn bị các mẫu nghiên cứu cho phân tích cấu trúc

2.1.2 Hóa chất và thiết bị

2.1.2.1 Hóa chất

Các hóa chất phục vụ cho việc tổng hợp hữu cơ và dung môi được mua của hãng Merck (Đức) và Aldrich (Mỹ) Silica gel cho sắc ký cột là loại 100 - 200 mesh (Merck), bản mỏng sắc ký silica gel là bản nhôm tráng sẵn Art 5554 DC - Alufolien Kiesel 60 F254 (Merck)

Các dung môi thông dụng trong sắc kí cột, sắc kí lớp mỏng, bao gồm n-hexane, ethyl acetate, và methanol

Thuốc thử hiện hình các vết hữu cơ trên sắc kí lớp mỏng: H2SO4 10%

Na2SO4 khan; K2CO3; Cs2CO3; 1,4-diacetylpiperazinne-2,5-dione; 2,8 dimethylquinoline; 4-methxybenzaldehyde; 3-bromoprop-1-yne

4-chloro-2.1.2.2 Thiết bị

Các dụng cụ thủy tinh cơ bản của phòng thí nghiệm

Các loại cột sắc ký bằng thủy tinh với các kích thước khác nhau

Máy cô quay chân không Buchi

Máy FT-IR Simadzu

Máy cộng hưởng từ hạt nhân NMR hãng Bruker Avance II 500 dùng để ghi phổ 1H, 13C, HSQC, HMBC

2.1.3 Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng sắc kí lớp mỏng

Sắc kí lớp mỏng (SKLM) được sử dụng để định tính các chất và hỗn hợp sản phẩm Thông thường các chất có giá trị Rf khác nhau, màu sắc và sự phát quang khác

Trang 23

nhau Giá trị Rf của các chất phụ thuộc vào bản chất của các chất và phụ thuộc vào dung môi làm pha động Dựa trên tính chất đó, chúng ta có thể tìm được dung môi hay hỗn hợp dung môi để tách các chất ra xa nhau (Rf khác xa nhau) hay tìm được hệ dung môi cần thiết để tinh chế các chất

2.2 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu

Các mẫu nghiên cứu được chuẩn bị nhờ phản ứng tổng hợp hữu cơ hiện đại theo hai sơ đồ như sau:

Sơ đồ 2.1 Quy trình chuẩn bị mẫu quinoline-diketonpiperazine

Sơ đồ 2.2 Quy trình chuẩn bị mẫu plinabulin

O Me

Ac O

1.0 eq

1.5 eq CsCO3DMF, 

3.0 eq MeI

CHO

NO2

N CH3

NO2 Cl

N N

O Me

O

NO2Me

Trang 24

2.2.1 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 31

Dung dịch 1,4-diacetyl-2,5-piperazinedione (29) (1,0 equiv.) và

4-chloro-8-methylquinoline-2-carbaldehyde derivatives (1,5 equiv.) trong DMF (10 mL) khô được làm lạnh đến 0oC Dung dịch CsCO3 (3,0 equiv.) trong DMF (10 mL) khô được thêm vào từng giọt trong 30 phút Sau khi thêm, đặt hỗn hợp ở nhiệt độ phòng và khuấy trong 24 giờ Sau đó, thêm 50 ml nước vào hỗn hợp phản ứng và chiết hỗn hợp bằng ethyl acetate Pha hữu cơ được rửa bằng nước và nước muối bão hòa Làm khô pha hữu cơ bằng MgSO4, lọc chất làm khô và bay hơi dung môi trong hợp chất thô

có chứa chân không 31, sau đó được tinh chế bằng sắc ký cột trên silica gel EtOAc, 8: 2) để thu được hợp chất tinh khiết 31

(Hexane-2.2.2 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 33

Dung dịch hợp chất (31) (1,0 equiv.) và 4-nitrobenzaldehyd (32) (1,5 equiv.)

và MeI (3,0 equiv.) trong DMF khô (5 mL) được làm lạnh đến 0oC Sau đó thêm vào từng giọt dung dịch CsCO3 (3,0 equiv.) trong DMF khô (5 mL) trong 30 phút Sau khi thêm, đặt hỗn hợp đến 80oC và khuấy trong 24 giờ Sau đó, thêm nước (50 mL) vào hỗn hợp phản ứng và chiết hỗn hợp bằng ethyl acetate Pha hữu cơ được rửa bằng nước và nước muối bão hòa Làm khô pha hữu cơ bằng muối MgSO4, lọc chất làm

khô và bay hơi dung môi trong hợp chất thô có khả năng chứa 33, sau đó được tinh

chế bằng phép sắc ký cột trên silica gel (Hexane-EtOAc, 8: 2) để thu được hợp chất

tinh khiết 33

Dung dịch 1,diacetyl-2,5-piperazinedione (29) (1,0 equiv.) và methoxybenzaldehyd (34) (1,5 equiv.) và MeI (1,5 equiv.) trong DMF khô (10 mL)

4-đã được làm mát đến 0oC Dung dịch CsCO3 (3,0 equiv.) trong DMF khô (10 mL) sau đó được thêm vào từng giọt trong 30 phút Sau khi thêm, đặt hỗn hợp ở nhiệt độ phòng và khuấy trong 24 giờ Sau đó, thêm nước (50 mL) vào hỗn hợp phản ứng và chiết hỗn hợp bằng ethyl acetate Pha hữu cơ được rửa bằng nước và nước muối bão hòa Làm khô pha hữu cơ bằng MgSO4, lọc chất làm khô và bay hơi dung môi trong

hợp chất thô có khả năng 35, sau đó được tinh chế bằng phép sắc ký cột trên silica gel (Hexane-EtOAc, 9: 1) để thu được hợp chất tinh khiết 35

Trang 25

Dung dịch hợp chất (35) (1,0 equiv.), 4-methoxybenzaldehyde (34) (1,5

equiv.) và MeI (1,5 equiv.) trong DMF khô (5 mL) đã được làm mát đến 0oC dung dịch CsCO3 (3,0 equiv.) trong DMF khô (5 mL) được thêm vào từng giọt trong 30 phút Sau khi thêm, đặt hỗn hợp đến 80oC và khuấy trong 24 giờ Sau đó, thêm nước (50 mL) vào hỗn hợp phản ứng và chiết hỗn hợp bằng ethyl acetate Pha hữu cơ được rửa bằng nước và nước muối bão hòa Làm khô pha hữu cơ bằng muối MgSO4, lọc

chất làm khô và bay hơi dung môi trong hợp chất thô có khả năng chứa hợp chất 36,

sau đó được tinh chế bằng phép sắc ký cột trên silica gel (Hexane-EtOAc, 9: 1) để

thu được hợp chất tinh khiết 36

2.3 Phân tích cấu trúc của hợp chất theo sơ đồ 2.1

2.3.1 Quy trình phân tích chất 31 và chất 33 bằng phổ IR

Cân 2 mg hợp chất 31 hoặc chất 33 được trộn với 100 mg KBr trong cối mã

não, trộn đều và được nghiền mịn thành hỗn hợp đồng nhất bằng chày của cối mã não Hỗn hợp này được đưa vào thiết bị ép viên thủy lực 50 tấn của hãng HP, sau đó mẫu được đo lần lượt trên trên máy FT-IR Simadzu tại phòng Hóa dược - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Chất 31, IR (KBr) cm-1: 3080; 3040; 2924; 2852; 1681; 1629; 1579; 1525; 1429; 1361; 1217; 1188; 835; 746

Chất 33, IR (KBr) cm-1: 3074; 2922; 2848; 1716; 1688; 1583; 1527; 1508; 1300; 1249; 1097; 1029; 825; 729

2.3.2 Quy trình phân tích chất 31 và chất 33 bằng phổ NMR

25mg chất 31 hoặc hợp chất 33 ở trên được cho vào trong ống NMR loại (tubes

NMR của Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm sau đó cho 0,8 ml CDCl3 và lắc đều cho mẫu tan hết vào dung môi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo trên máy Bruker XL-

500 tần số 500 MHz với TMS là chất chuẩn nội, tại Trung tâm Phân tích cấu trúc - Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam

Trang 26

Chất 31, 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz): 12,49 (1H, s); 8,22 (1H, s); 8,03 (1H, d, J=7,5 Hz); 7,87 (1H, d, J=7,5 Hz); 6,97 (1H; s); 4,41 (2H; s); 2,72 (3H, s);

2,55 (3H, s) 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz): 172,1; 166,7; 163,0; 158,5; 154,9;

144,3; 140,7; 138,2; 134,5; 130,3; 127,4; 123,5; 114,9; 106,5; 46,9; 27,0; 19,0

Chất 33, 1H-NMR (DMSO-d6, 500 MHz): 8,15 (2H, d, J=8,0 Hz); 8,08 (1H, s); 8,04 (1H, d, J=7,5 Hz); 7,83 (1H, d, J=7,5 Hz); 7,49 (2H, d, J=8,0 Hz); 7,25 (1H,

s); 6,73 (1H, s); 3,65 (3H, s); 3,40 (3H, s); 2,76 (3H, s) 13C-NMR (DMSO-d6, 125

MHz): 160,1; 155,2; 153,1; 145,6; 144,2; 142,2; 135,6 (2xC); 135,4; 132,5 (2xC); 130,3; 129,2; 128,6; 127,6; 123,5; 117,2; 114,3; 112,7; 107,8; 104,5; 34,9; 30,8; 18,6

2.3.3 Phân tích cấu trúc của 31 bằng phổ 2D (HSQC, HMBC)

35 mg 31 ở trên được cho vào trong ống NMR loại (tubes NMR của Aldrich)

dài 20,3 mm, rộng 5 mm sau đó cho 0,8 ml CDCl3 và lắc đều cho mẫu tan hết vào dung môi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo trên máy Bruker XL-500 tần số 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Trung tâm Phân tích cấu trúc - Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam Thời gian đo với HSQC là 3h, HMBC là 4h (kết quả ở phụ lục 1, 2, 3 và 4)

2.4 Quy trình phân tích cấu trúc của hợp chất theo sơ đồ 2.2

2.3.1 Quy trình phân tích chất 35 bằng phổ IR

Cân 2 mg hợp chất 35 được trộn với 100 mg KBr trong cối mã não, trộn đều

và được nghiền mịn thành hỗn hợp đồng nhất bằng chày của cối mã não Hỗn hợp này được đưa vào thiết bị ép viên thủy lực 50 tấn của hãng HP, sau đó mẫu được đo lần lượt trên trên máy FT-IR Simadzu tại phòng Hóa dược - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2.4.2 Quy trình phân tích chất 35 và 36 bằng NMR

25 mg chất 35 hoặc 36 được chuẩn biện trong sơ đồ 2.2 được cho vào trong

ống NMR loại (tubes NMR của Aldrich) dài 20,3 mm, rộng 5 mm sau đó cho 0,8 ml DMSO và lắc đều cho mẫu tan hết vào dung môi tạo thành hệ đồng nhất Mẫu được đo

Trang 27

trên máy Bruker XL-500 tần số 500 MHz với TMS là chất chuẩn, tại Trung tâm Phân tích cấu trúc - Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam

Chất 35, 1H-NMR (CDCl3-d1, 500 MHz): 7,28 (2H, dd, J=2,0; 8,5 Hz); 7,27 (1H, s); 6,92 (2H, dd, J=2,0; 8,5 Hz); 4,51 (2H, s); 3,85 (3H, s); 2,95 (3H, s) 13C-NMR (CDCl3-d1, 125 MHz): 171,5; 165,1; 164,2; 160,6; 131,5 (2xC); 129,8; 125,8;

124,8; 114,1 (2xC); 55,4; 45,3; 34,2; 26,5

Chất 36, 1H-NMR (CDCl3-d1, 500 MHz): 7.28 (4H, dd, J=2,0; 8,5 Hz); 7,15 (2H, s); 6,91 (4H, dd, J=2,0; 8,5 Hz); 3,84 (6H, s); 3,0 (6H, s) 13C-NMR (CDCl3-d1,

125 MHz): 162,9 (2xC); 159,9 (2xC); 131,1 (4xC); 130,2 (2xC); 125,7 (2xC); 121,7 (2xC); 113,9 (4xC); 55,3 (2xC); 35,1 (2xC)

Trang 28

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Mục tiêu của đề tài

Như đã nghiên cứu trong phần tổng quan, lớp hợp chất piperazindione có cấu trúc phức tạp và có nhiều hoạt tinh sinh học lý thú Các nghiên cứu gần đây cho biết hợp chất piperazindione có khả năng liên kết với một phạm vi rộng với các thụ thể nên có phổ hoạt tính sinh học rộng như hoạt tính chống khuẩn, hoạt tính chống oxy hóa, hoạt tính chống ung thư Do có hoạt tính sinh học lý thú lại có cấu trúc hóa học phức tạp, độc đáo nên được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Quá trình chuẩn

bị mẫu nghiên cứu được trình bầy chi tiết ở chương 2 (sơ đồ 2.1 và sơ đồ 2.2), từ quy trình này luận văn đã chuẩn bị được 4 hợp chất thuộc nhóm piperazindione: quinoline-piperazindione và plinabulin cho nghiên cứu phân tích cấu trúc Cấu trúc hóa học của hai hợp chất này được xác định từ việc phân tích các dữ liệu phổ IR, 1D và 2D NMR Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ cho phép khẳng định cấu trúc của các hợp chất, đây là tiền đề quan trọng cho các phép phân tích định tính cũng như định lượng sau này Luận văn này chỉ tập trung ứng dụng các phương pháp phân tích phổ vào việc phân tích cấu trúc của các hợp chất hữu cơ thuộc nhóm quinoline-piperazindione và nhóm plinabulin

3.2 Phân tích cấu trúc của quinoline-piperazindione

Quinoline và piperazindione đều là các nhóm chất dị vòng có cấu trúc hoá học rất phức tạp, đặc biệt khi các khung cấu trúc này có liên kết với nhiều nhóm thế khác nhau ở các vị trí khác nhau trên khung cấu trúc Việc gắn kết hai khung cấu trúc này

sẽ trở thành một nhóm chất mới có khung cấu trúc phức tạp hơn do kế thừa các đặc tính về cấu trúc của hai khung quinoline và piperazindione, do đó việc nghiên cứu phân tích cấu trúc của lớp chất lai này, đòi hỏi phải kết hợp được nhiều phương pháp pháp phổ cùng lúc, ngoài ra việc phân tích này sẽ rất có nghĩa khoa học và thực tiễn nhằm tìm ra các bước đơn giản và hiệu quả để phân tích cấu trúc của nhóm chất này, đây là sẽ là bước tiền đề cho các nghiên cứu phân tích định tính và định lượng ở bước sau

Trang 29

3.2.1 Phân tích cấu trúc của hợp chất 31

Để phân tích cấu trúc của hợp chất 31, luận văn sử dụng đồng thời phương

pháp phân tích phổ hồng ngoại IR để tìm nhóm chức và phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR để chứng minh khung cấu trúc của hợp chất này

Trên phổ IR của hợp chất 31 xuất hiện đầy đủ các tín hiệu hấp thụ đặc trưng

cho các nhóm chức có mặt trong phân tử Dao động hoá trị trong vùng 3080 và 3040

cm-1 là đặc trưng dao động của liên kết C-H của nhân thơm và olefin Dao động hoá trị trong khoảng 2928 về 2852 là đặc trưng hấp thụ của liên kết C-H bão hoà như CH3

và CH2 Tín hiệu hấp thụ cường độ mạnh tại 1681 với 1629 cm-1 là đặc trưng của nhóm carbonyl amit liên hợp Ngoài ra, các tín hiệu 1629, 1525 là đặc trưng dao động hoá trị của các liên kết C=C trong các hệ thơm Dao động biến dạng của các liên kết N-O trong nhóm chức NO2 thể hiện tại 1217 cm-1, dao động biến dạng của C-O trong khoảng 1188 cm-1

Hình 3.1 Phổ IR của hợp chất 31

Trên phổ 1H-NMR của hợp chất 31 thể hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng

của các proton và nhóm proton có mặt trong phân tử Tín hiệu cộng hưởng tại 12,49

Trang 30

(1H, s) là đặc trưng của proton trong nhóm N-H Ba proton trên khung cấu trúc của

quinoline thể hiện tại 8,22 (1H, s); 8,03 (1H, d, J=7,5 Hz) và 7,87 (1H, d, J=7,5 Hz)

Tín hiệu vùng thơm tại 6,97 ppm (1H, s) được quy gán cho liên kết olefin mới được hình thành ở vị trí gắn kết của khung quinoline và khung piperazindione Tín hiệu cộng hưởng tại 4,41 ppm (2H,s) là đặc trưng của nhóm methylen trong khung cấu trúc của piperazindione Hai nhóm methyl của acyl (Ac) và nhóm kiên kết với khung quinoline lần lượt cộng hưởng tại 2,72 (3H, s) và 2,55 (3H, s)

Hình 3.2 Phổ 1H-NMR của hợp chất 31

Phổ 13C-NMR của hợp chất 31 thể hiện đầy đủ tín hiệu cộng hưởng của 17

nguyên tử carbon có mặt trong khung cấu trúc Tín hiệu cộng hưởng tại 172,1 là của nhóm C=O của Ac và 166,7 ppm là của nhóm C=O của amid; tín hiệu cộng hưởng của các nguyên tử carbon trong khung cấu trúc của quinoline và nhóm olefin cộng hưởng trong khoảng 163,0; 158,5; 154,9; 144,3; 140,7; 138,2; 134,5; 130,3; 127,4; 123,5; 114,9 và 106,5 ppm Tín hiệu cộng hưởng của nhóm methylen trong khung piperazine tại 46,9 ppm, tín hiệu cộng hưởng của nhóm methyl của Ac là 27,0 ppm, của nhóm methyl liên kết với nhân quinoline là 19,0 ppm

Trang 31

Hình 3.3 Phổ 13C-NMR của hợp chất 31 Phân tích phổ HSQC và phổ HMBC của hợp chất 31 cho thấy các tương tác

của các proton với các nguyên tử carbon trong khung cấu trúc, khẳng định được việc gắn kết của nhóm quinoline với khung piperazindione qua cầu olefin

N

NN

O

M e

AcO

31

H

Trang 32

Hình 3.4 Phổ HSQC của hợp chất 31

Hình 3.5 Phổ HMBC của hợp chất 31

Trang 33

Từ việc phân tích các dữ liệu trên, cho phép khằng định cấu trúc của hợp chất

O Me

Ac O

31

H

3.2.2 Phân tích cấu trúc của hợp chất quinoline-piperazindione 33

Hợp chất 33 được chuẩn bị theo sơ đồ 2.1 nhờ phản ứng của hợp chất 31 với nitrobenzaldehyde qua cầu olefin do đó cấu trúc cuả 33 sẽ có thêm một khung cấu trúc của 4-nitrobenzaldehyde và một nhóm olefin bên cạnh cấu trúc được kế thừa từ 31

4-Trên phổ 1H-NMR của hợp chất 33 xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng

của các proton có mặt trong phân tử Tín hiệu cộng hưởng của các proton có mặt

trong khung quinoline thể hiện tại 8,08 (1H, s); 8,04 (1H, d, J=7,5 Hz) và 7,83 (1H,

d, J=7,5 Hz) Tín hiệu của khung 4-nitrobenzyl thể hiện tại 8,15 (2H, d, J=8,0 Hz) và 7,49 (2H, d, J=8,0 Hz) Tín hiệu cộng hưởng của hai proton của 2 nhóm olefin là cầu

nối giữa quinoline và piperazindione tại 7,25 (1H, s) và 6,73 (1H, s) Ngoài ra là các tín hiệu của 3 nhóm methyl, trong đó hai nhóm của N-Me và một nhóm liên kết với nhân quinoline 3,65 (3H, s); 3,40 (3H, s) và 2,76 (3H, s)

Trang 34

Trên phổ 13C-NMR của hợp chất 33 xuất hiện đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng

của các nguyên tử carbon có mặt trong phân tử Tín hiệu cộng hưởng của hai nhóm carbonyl amit liên hợp tại 160,1 và 155,2 ppm Tín hiệu cộng hưởng của nhân quinoline, nhân thơm benzyl và hai nhóm olefin trong khoảng 153,1 về 104,5 ppm Tín hiệu cộng hưởng của ba nhóm methyl lần lượt là 34,9; 30,8 và 18,6 ppm

Từ việc phân tích các dữ liệu trên, cho phép khằng định cấu trúc của hợp chất

O Me

O

NO2Me

33

3.3 Phân tích cấu trúc của các hợp chất plinabulin

Plinabulin là sản phẩm ngưng tụ của piperazindione với các andehyde thơm, đây là nhóm chất có cấu trúc phức tạp và hoạt tính chống ung thư mạnh nên được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Luận văn này tập trung phân tích cấu trúc

Trang 35

của một số hợp chất này bằng các phương pháp phổ hiện đai Các hợp chất ngưng tụ

piperazindione 35 và plinabulin 36 được chuẩn bị bằng phương pháp tổng hợp hữu

cơ hiện đại theo sơ đồ 2.2 chương 2

Trên phổ 1H-NMR của hợp chất 35 xuất hiện đầy đủ tín hiệu cộng hưởng của

các proton có mặt trong phân tử Tín hiệu cộng hưởng tại 7,28 (2H, dd, J=2,0; 8,5 Hz) và 6,92 (2H, dd, J=2,0; 8,5 Hz) là đặc trưng của nhóm nhân thơm thế 1,4, tín

hiệu tại 7,27 (1H, s) là của nhóm olefin; tín hiệu cộng hưởng tại 4,51 (2H, s) là của nhóm methyl khung piperazindione Tín hiệu cộng hưởng của nhóm methoxyl tại 3,85 ppm (3H, s) và của nhóm N-methyl tại 2,95 ppm (3H, s)

Trên phổ 13C-NMR của hợp chất 35 có mặt đầy đủ các tín hiệu cộng hưởng

của các nguyên tử carbon có mặt trong phân tử tín hiệu tại là của nhóm carbonyl acyl 171,5 tín hiệu tại 165,1 và 164,2 ppm là của nhóm carbonyl khung piperazindione; tín hiệu của khung nhân thơm và nhóm olefin thể hiện tại 160,6; 131,5 (2xC); 129,8; 125,8; 124,8; 114,1 (2xC); tín hiệu của nhóm methoxyl tại 55,4; nhóm methylen tại 45,3 ppm và hai nhóm methyl tại 34,2 và 26,5 ppm

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	6,86 MB