Khóa luận Điều chế một số dẫn xuất Benzylidene của acid usnic và aldehyde thơm

LỜI CẢM ƠN .i

MỤC LỤC . ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH .iv

DANH MỤC SƠ ĐỒ .v

DANH MỤC BẢNG BIỂU .vi

MỞ ĐẦU.1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.3

1.1. Acid usnic và nguồn gốc từ thiên nhiên .3

1.2. Những hoạt tính sinh học của acid usnic và các dẫn xuất của nó từ các

nghiên cứu trên thế giới.3

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM.18

2.1. Hóa chất và dụng cụ, thiết bị .18

2.1.1. Hóa chất cần thiết .18

2.1.2. Dụng cụ, thiết bị .18

2.2. Quy trình thực hiện phản ứng .18

2.3. Số liệu phổ định danh cơ cấu sản phẩm.19

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .24

3.1. Phản ứng aldol hóa acid usnic .24

3.2. Hiệu suất phản ứng .24

3.3. Biện luận cấu trúc sản phẩm.25

3.3.1. Nhóm sản phẩm I.25

3.3.2. Nhóm sản phẩm II .27

3.3.3. Nhóm sản phẩm III .29

3.3.4. Nhóm sản phẩm IV.31

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.35

4.1. Kết luận .35

4.2. Kiến nghị .35

pdf45 trang | Chia sẻ: honganh20 | Ngày: 14/02/2022 | Lượt xem: 286 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khóa luận Điều chế một số dẫn xuất Benzylidene của acid usnic và aldehyde thơm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
canora, Ramalina, Evernia, Parmelia và Alectoria [15]. Ở điều kiện bình thường, acid usnic là chất rắn, màu vàng và có vị cay, nóng chảy ở 204 oC, tan ít trong nước và một số dung môi hữu cơ (<0.01 g/100 mL H2O, 0.77 g/100 mL acetone, 0.88 g/100 mL ethyl acetate, ) [11]. Hình 1. (+)-Acid usnic và (-)-Acid usnic Acid usnic sở hữu nhiều đặc tính sinh học mạnh chống lại các vi khuẩn Gram dương như Staphylococcus, Streptococcus, Enteroccus, vi khuẩn lao, và một số loại nấm gây bệnh (Muller 2001). Ngoài ra, hợp chất này cũng thể hiện hoạt tính kháng virus và giảm đau hạ sốt, (Muller 2001) [8], chống thoái hóa, giảm đau và kháng siêu vi khuẩn (Ingolfsdottir, 2002). Đặc biệt các thử nghiệm in vitro cho thấy acid usnic có khả năng gây độc mạnh mẽ ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư ở người (Muller 2001, Podterob 2008, Boustie 2011) [2, 8, 12]. 1.2. Những hoạt tính sinh học của acid usnic và các dẫn xuất của nó từ các nghiên cứu trên thế giới Năm 1997, Nouri Neamati và các cộng sự đã tiến hành thử nghiệm khả năng kháng virus HIV trên một số dẫn xuất của acid usnic, kết quả cho thấy khả năng ức chế trung bình đối với virus này. Đồng thời chúng cũng thể hiện khả năng ngăn chặn sự di căn của tế bào ung thư phổi [9]. Năm 2008, Marc-Antoine Bazin và cộng sự đã tổng hợp được các dẫn xuất imine của acid usnic với polyamine, thử nghiệm cho thấy chúng có khả năng gây độc 4 mạnh, gây ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư [1] (Bảng 1.1). Các dẫn xuất polyamine của (+)-acid usnic có hoạt tính diệt khuẩn cao hơn (-)–acid usnic [1]. Hoạt tính gây độc đối với các dòng tế bào L1210 (tế bào gây bệnh bạch cầu ở chuột) của dẫn xuất 6-acetyl-2-{1-[3-(4-aminobutylamino)propylamino]-ethylidene}-7,9- dihydroxy-8,9b-dimethyldibenzofuran-1,3(2H,9bH)-dione (hợp chất A2, Sơ đồ 1) có hoạt tính cao hơn với acid usnic (IC50 3.0 μM). Hợp chất được tổng hợp bằng phản ứng giữa (+)-acid usnic và 1,8-diaminooctane (IC50 3.0 μM). Các dẫn xuất muối amoni bậc 4 của acid usnic cũng có các hoạt tính sinh học có lợi [1]. 4 A1 R= -(CH 2 ) 4 NH 2 , 2HCl; Hiệu suất: 25 % A2 R= -(CH 2 ) 3 NH-(CH 2 ) 4 -NH 2 , 3HCl; Hiệu suất: 12 % A3 R= -(CH 2 ) 3 NH-(CH 2 ) 4 -NH-(CH 2 ) 3 NH 2 , 4HCl; Hiệu suất: 55 % A4 R= -(CH 2 ) 8 NH 2 , 2HCl; Hiệu suất: 36 % A5 R= -(CH 2 ) 4 OH; Hiệu suất: 73 % A6 R= -(CH 2 ) 8 CH 3 ; Hiệu suất: 69 % A7 R = C 2 H 5 -CH(CH 3 )-CH-COOH; Hiệu suất: 85 % A8 R = C 6 H 5 -CH 2 -CH-COOC 2 H 5 ; Hiệu suất: 74 % A9 R = (CH 3 ) 2 CH-CH 2 -CH-COOC 2 H 5 ; Hiệu suất: 75 % Sơ đồ 1. Phản ứng điều chế dẫn xuất của acid usnic với một số amine. (Ai) RNH 2 1 đương lượng, đun hồi lưu trong EtOH/THF 80:20, 4 giờ; (Aii) 2.4 N khí HCl, AcOEt; (Aiii) Et 3 N, 1 đương lượng. 5 Bảng 1.1. Độc tính tế bào của acid usnic và các dẫn xuất A1-A9 trên một số dòng tế bào ung thưa Hợp chấtc IC50 b (μM) L1210 CHO CHO- MG 3LL DU145 MCF7 K-562 U251 (-) UA 17.4 ± 1.4 nd nd 35.1 ± 10.7 45.9 ± 7.0 51.7 ± 7.3 21.8 ± 3.8 19.7 ± 4.6 (+) UA 26.4 ± 8.5 31.3 ± 16 30 ± 12 23 ± 6.6 57.4 ± 2.1 105.4 ± 16 52.8 ± 8.7 19.5 ± 1.6 Put »100 »100 »100 nd nd nd nd nd Spd »100 »100 »100 nd nd nd nd nd Spm 54.5 ± 9.2 »100 »100 nd nd nd nd nd DAO »100 »100 nd nd nd nd nd nd (+) UA + 100 μM Put 20.5 ± 3.8 nd nd nd nd nd nd nd (+) UA + 100 μM Spd 23.2 ± 4.3 nd nd nd nd nd nd nd (+) UA + 50 μM Spm 14.2 ± 6.4 nd nd nd nd nd nd nd (+) UA + 25 μM Spm 20.0 ± 7.4 nd nd nd nd nd nd nd (+) UA + 100 μM DAO 14.7 ± 5.2 nd nd nd nd nd nd nd A1 12.0 ± 2.8 10.7 ± 2.0 12 ± 1.0 nd nd nd nd nd A2 8.4 ± 1.4 29.3 ± 1.0 28.0 ± 3.0 nd nd 9.9 ± 0.2 nd 12.5 ± 4.9 A3 15.3 ± 2.6 48 ± 20 59 ± 9.0 nd nd 11.2 ± 2.3 nd 4.4 ± 1.1 A4 2.7 ± 0.8 3.5 ± 1.2 5 ± 2.0 8.2 ± 2.7 14.1 ± 2.1 5.8 ± 0.4 7.2 ± 0.8 8.2 ± 0.6 A5 19.9 ± 1.5 19.5 ± 5.0 nd nd nd nd nd nd A6 >500 nd nd nd nd nd nd nd A7 54.6 ± 18.5 nd nd nd nd >100 56.7 ± 28.9 nd A8 74.4 ± 1.3 nd nd nd nd >100 >100 >100 A9 48.9 ± 10.5 nd nd nd nd >100 60.7 ± 37.0 >100 Etoposide 0.5 ± 0.25 nd nd 4.0 ± 1.3 1.5 ± 0.4 12.2 ± 0.5 4.9 ± 0.8 0.5 ± 0.1 a Bệnh ung thư bạch huyết Murine L1210 (ATCC CCL 219), 3LL, ung thư phế quản (CRL- 1642), K-562, bệnh bạch cầu mãn tính ở người (ATCC CCL 243), ung thư biểu mô tuyến tiền liệt của con người di căn DU145 (ATCC HTB 81), ung thư biểu mô tuyến vú của người mẹ MCF7 (ATCC HTB 22), U251, u xơ u đen U251 (RCB0461) b Các tế bào được nuôi cấy 48 giờ hoặc 72 giờ với các nồng độ khác nhau của các hợp chất được liệt kê. Tất cả các kết quả là của ít nhất ba lần thí nghiệm độc lập ± SD. nd: not determined - không xác định c UA, usnic acid; Put, Putrescine; Spd, spermidine; Spm, spermine; DAO, diaminooctane 6 Bảng 1.2. Cảm ứng apoptosis của (+)-acid usnic và dẫn xuất A4 với tế bào L1210 Hợp chất Nồng độ (μM) Apoptotic cell a (%) Caspase-3 activity 24 h 48 h 48 h Mẫu không 1.0 ± 0.3b 1.8 ± 0.8 1.0 ± 0.1 (+)-Acid usnic 17 30 ± 9 33 ± 3 3.4 ± 0.3 (+)-Acid usnic 26 32 ± 7 38 ± 3 7.4 ± 0.7 (+)-Acid usnic 35 35 ± 9 42 ± 5 21.9 ± 3 A4 3 37 ± 5 37 ± 3 1.4 ± 0.2 A4 4.5 38 ± 10 42 ± 4 1.7 ± 0.1 A4 6 35 ± 6 48 ± 5 1.7 ± 0.2 Etoposide 1.7 47 ± 7 53 ± 7 19.5 ± 1.5 a Sau khi rửa, các tế bào đã bị nhuộm màu với Hoechst 33342. Tỷ lệ phần trăm các tế bào có nhân tế bào phân mảnh được xác định dưới kính hiển vi huỳnh quang b Dữ liệu đại diện từ ba thí nghiệm độc lập ± SD Đến năm 2012, Dmitriy N. Sokolov và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp và thử nghiệm hoạt tính kháng virus cúm H1N1. Kết quả thu được 26 dẫn xuất (Sơ đồ 2), trong đó 13 hợp chất (-)-L1, (+)-L3, (+)-L4, (+)-L5b, (+)- và (-)-L6, (+)-L7, (+)-L8, (+)- và (-)-L11, (+)- và (-)-L12, và (+)-L13 thể hiện hoạt tính mạnh. Mặt khác có thể thấy rằng cấu hình tuyệt đối của acid usnic và các dẫn xuất có ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học, cụ thể hoạt tính của các dẫn xuất từ (-)-acid usnic mạnh hơn các dẫn xuất của (+)-acid usnic [14]. 7 Sơ đồ 2. Phản ứng điều chế dẫn xuất của acid usnic với một số amine 8 Bảng 1.3. Hoạt tính của các dẫn xuất đối với virus cúm A(H1N1)pdm09a Hợp chất CTD50 (μM) ED50 (μM) SI (+)-L1 305.2 51.7 5.9 (-)-L1 209.3 14.5 14.4 (+)-L2 768.9 62.2 12.4 (-)-L2 522.2 57.8 9.0 (+)-L3 78.9 6.0 13.2 (-)-L3 71.8 10.5 6.8 (+)-L4 31.1 1.6 19.4 (-)-L4 396.7 38.9 10.2 (+)-L5b 120.7 5.5 21.9 (-)-L5b 34.2 12.5 2.7 (+)-L6 67.3 11.2 6.0 (-)-L6 197.0 10.7 18.4 (+)-L7 162.2 6.9 23.5 (-)-L7 400.0 400.0 1.0 (+)-L8 208.2 23.6 8.8 (-)-L8 350.1 90.4 3.9 (+)-L9 172.4 25.1 6.9 (-)-L9 152.7 13.1 11.7 (+)-L10 193.3 20.2 9.6 (-)-L10 154.2 30.4 5.1 (+)-L11 61.3 12.7 4.8 (-)-L11 35.3 4.0 8.8 (+)-L12 33.6 10.4 3.2 (-)-L12 97.8 9.8 10.0 (+)-L13 190.2 5.1 37.3 (-)-L13 220.7 27.7 8.0 Ribavirin >2000.0 24.6 >81.0 Rimantadine 284.4 56.9 5.0 aCác giá trị của EC50 và CTD50 là giá trị trung bình của ba thí nghiệm khác nhau Năm 2014, Ann A. Shtro và cộng sự đã tiến hành tổng hợp các dẫn xuất dị vòng của acid usnic có hoạt tính kháng virus cúm A (H1N1) [13]. Kết quả thu được 9 dẫn xuất có khung sườn carbon mới (2,6-diacetyl-7,9-dihydroxy-8,9b-dimethyl- 1,3(2H,9bH)-dibenzo-furandione). Bên cạnh đó còn cho thấy hoạt tính sinh học được tăng cường khi thay đổi một số đặc điểm cấu trúc ở nhánh, đặc biệt với tác chất là chalcone. Cụ thể các dẫn xuất enamine, pyrazole và chalcone là các hoạt chất tiềm năng ức chế sự phát triển của virus (Sơ đồ 3-5). 9 Sơ đồ 3. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất enamine, pyrazole và chalcone của acid usnic (1). Ka: PhNHNH2, EtOH, đun hồi lưu; Kb: NaBH4,THF, -20 o C; Kc: CH2N2, CHCl3, r.t; Kd: ArCHO, MeOH/H2O, KOH, 70 oC; Ke: t-BuOH, VO(acac)2, PhMe, r.t; Kf: NH2NH2*H2O, AcOH, EtOH, đun hồi lưu. 10 Sơ đồ 4. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất enamine, pyrazole và chalcone của acid usnic (2). Ka: trifluorochloroethylene, K2CO3, DMF, 40-45 o C; Kb: 2-bromobenzoylchloride, Et3N, DMAP, Et2O, r.t.; Kc: AcOOH, CHCl3, r.t; Kd: PhNHNH2, EtOH, đun hồi lưu. Sơ đồ 5. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất enamine, pyrazole và chalcone của acid usnic (3) Ka: 2Br2, HBr, dioxane, r.t; Kb: AcOK, acetone, đun hồi lưu; Kc: aldehyde, MeOH/H2O, 70 oC; Kd: MeI, K2CO3, DMF, r.t; Ke: Br2, dioxane, r.t; Kf: thiol, NaOH, MeOH, r.t; Kg: 2Br2, HBr, dioxane, r.t. 11 Bảng 1.4. Hoạt tính của các dẫn xuất acid usnic chống lại virut cúm A /California /7/09 (H1N1)pdm09 Hợp chất CTD50 (μM) ED50 (μM) SI Hợp chất CTD50 (μM) ED50 (μM) SI (+)-K1 424.4 51.7 8.2 (+)-K22 517.2 25.9 20.0 (-)-K1 133.7 13.1 10.2 (+)-K23 530.0 53.0 10.0 (+)-K2 14.5 8.1 1.8 (+)-K24 34.6 8.7 4.0 (+)-K3 67.3 11.2 6.0 (+)-K25 18.3 5.5 3.3 (-)-K3 149.6 10.7 14.0 (+)-K26 1016.3 101.6 10.0 (+)-K4 147.0 7.2 20.3 (-)-K14 105.8 60.6 1.7 (-)-K4 144.6 14.5 10.0 (-)-K15 115.5 79.4 1.5 (+)-K5 20.4 5.9 3.4 (-)-K16 909.1 64.9 14.0 (+)-K6 13.1 6.6 2.0 (-)-K17 862.1 76.4 11.3 (-)-K6 32.8 6.6 5.0 (-)-K27 131.6 64.3 2.0 (+)-K7 130.5 35.0 3.7 (+)-K27 117.0 64.3 1.8 (-)-K7 83.9 28.0 3.0 (+)-K28 32.6 4.8 6.8 (+)-K8 20.8 18.9 1.1 (+)-K29 39.4 4.7 8.3 (+)-K9 21.1 4.2 5.0 (+)-K30 46.4 7.7 6.1 (+)-K10 831.7 69.5 12.0 (+)-K31 53.4 7.0 7.7 (+)-K11 26.3 2.4 11.0 (+)-K34 58.9 29.5 2.0 (+)-K12 1095.0 68.4 16.0 (+)-K35 2.0 2.0 1.0 (+)-K13 681.2 262.0 2.6 (+)-K38 6.4 2.1 3.0 (-)-K10 564.9 56.3 10.0 (+)-K39 2.1 2.1 1.0 (-)-K11 47.8 12.0 4.0 (+)-K40 177.1 56.3 3.1 (+)-K14 36.5 32.7 1.1 (+)-K32 105.3 14.7 7.1 (+)-K15 252.7 55.1 4.6 (+)-K33 559.7 24.3 23.1 (+)-K16 909.1 82.7 11.0 (-)-K36 177.5 23.7 7.5 (+)-K17 431.0 34.5 12.5 (+)-K37 937.5 160.7 5.8 (+)-K18 862.1 50.7 17.0 (+)-K41 100.0 72.0 14.0 (+)-K19 278.7 32.8 8.5 (+)-K42 31.1 7.8 4.0 (+)-K20 98.4 8.2 12.0 (+)-K43 234.0 10.6 22.0 (+)-K21 517.2 25.9 20.0 (-)-K43 151.6 28.7 5.3 (+)-K44 67.0 13.4 5.0 4 Sơ đồ 6. Phản ứng điều chế một số dẫn xuất của acid usnic bằng phản ứng với amine béo. Ka: EtOH/H2O, KOH (pH~9.5), đun hồi lưu; Kb: EtOH, Et3N, đun hồi lưu. 12 Năm 2015, Nguyễn Trung Giang và các cộng sự đã điều chế một số dẫn xuất của (+)-acid usnic với amine thơm trong điều kiện chiếu xạ vi sóng [10] (Sơ đồ 7). Cùng năm đó, O.A. Luzina và các cộng sự cũng đã tổng hợp được sản phẩm tạo ra từ (+)-acid usnic và 1,8-diaminooctane, chúng có hoạt tính gây độc tế bào đối với dòng tế bào L1210 [7] và một số các dẫn xuất khác có tác động kháng u, chống lại các dòng tế bào bạch cầu ở người CEM -13 và MT -14 [7] (Sơ đồ 8). Bảng 1.5. Hoạt tính gây độc của hợp chất E1 và E3-E11 (CD50, µM) Hợp chất CEM – 13 U – 937 MT – 4 Hợp chất CEM – 13 U – 937 MT – 4 (+)-E1 26.0 19.4 26.0 (+)-E7 149.0 99.0 99.0 (–)-E1 23.2 37.8 17.4 (–)-E7 169.0 165.4 91.7 (+)-E3 14.5 91.8 21.7 (+)-E8 54.8 137.0 95.9 (–)-E3 29.0 33.8 23.4 (–)-E8 >171 159.0 85.6 (+)-E4 20.6 67.9 19.2 (+)-E9 72.1 67.1 68.8 (–)-E4 27.1 31.7 21.9 (–)-E9 72.1 72.1 114.1 (+)-E5 69.0 158.0 122.8 (+)-E10 147.0 52.3 163.4 (–)-E5 70.1 >219 92.1 (–)-E10 62.1 68.6 117.6 (+)-E6 110.6 >213 106.3 (+)-E11 >181 >181 116.1 (–)-E6 74.4 181.0 106.3 Sơ đồ 7. Phản ứng điều chế dẫn xuất của acid usnic bằng phản ứng cộng với một số amine thơm 13 Sơ đồ 8. Tổng hợp dẫn xuất muối bậc bốn từ enamine và alkyl halogenua tương ứng Bảng 1.6. Hoạt tính kháng Mycobacterium smegmatis mc(2) và S. lividans APHVIII+ của E1 và E7-E11 Hợp chất Vùng ức chế S. lividans APHVIII+, mm/SIC a Mycobacterium smegmatis mc(2), mm/MIC b (+)-E1 Không hoạt động /100 8/75 (–)-E1 9/100 8/75 (+)-E7 Không hoạt động /100 7.5/10 (–)-E7 Không hoạt động /100 7.5/10 (+)-E8 Không hoạt động 100 7.5/10 (–)-E8 Không hoạt động /100 7.7/10 (+)-E9 14/20 9/20 (–)-E9 14/50 8/20 (+)-E10 14/70 8.5/20 (–)-E10 12/50 7.5/20 (+)-E11 12/20 9/20 aSIC: nồng độ ức chế tiểu, nmol/đĩa; bMIC: nồng độ ức chế tối thiểu, nmol/đĩa. 14 Năm 2017, Nagi Reddy Vanga và cộng sự đã tổng hợp các dẫn xuất của acid usnic có khung sườn triazole mới và thử nghiệm hoạt tính kháng viêm của chúng. Các dẫn xuất bromo enamine (N2a, N2b), azido enamine (N3a, N3b) và triazole (N4f, N4g, N4h, N5f, N5g và N5h) thể hiện hoạt tính kháng viêm mạnh đối với TNF-α với IC50 1.40 đến 5.70 µM, triazole ổn định trong quá trình thủy phân acid và base, các điều kiện khử và oxy hoá, và tương đối kháng sự suy thoái chuyển hóa. Trong đó các hợp chất N5f (IC50 1.40) và N5h (IC50 1.88) thể hiện hoạt tính rất mạnh và là hợp chất tiềm năng cho các thử nghiệm dược học kế tiếp [16]. Sơ đồ 9. Điều chế các dẫn xuất bromo enamine, azido enamine và triazole Na: bromo alkylamine, EtOH, đun hồi lưu, 4 h, 80-86 %; Nb: NaN3, DMF, 70 °C, 24 h, 79-82 %; Nc: alkyne phù hợp, CuSO4.5H2O, sodium ascorbate, THF, H2O, r.t, 12 h, 68-84 %. Năm 2017, Ebrahim H. Y. đã tổng hợp các dẫn xuất benzylidene của acid usnic nhằm tìm kiếm hợp chất kháng ung thư vú và nghiên cứu cơ chế tác động của chúng trong việc kiềm chế sự di căn của tế bào ung thư. Các dẫn xuất được điều chế sở hữu 15 khung carbon mới. Trong đó dẫn xuất 52D là hợp chất kháng ung thư tiềm năng được thử nghiệm in vitro trên mô hình chuột ung thư vú di căn [4]. Sơ đồ 10. Một số dẫn xuất từ acid usnic và aldehyde thơm 16 Sơ đồ 10. Một số dẫn xuất từ acid usnic và aldehyde thơm (tiếp theo) 17 Sơ đồ 10. Một số dẫn xuất từ acid usnic và aldehyde thơm (tiếp theo) 18 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1. Hóa chất và dụng cụ, thiết bị 2.1.1. Hóa chất cần thiết - Ethanol 96% (Trung Quốc). - Chloroform 99% (Trung Quốc). - Hexane 95% (Trung Quốc). - Ethyl acetate 99,5% (Trung Quốc). - Acetone (Trung Quốc). - 2-chlorobenzaldehyde (Merck). - 4-bromobenzaldehyde (Merck). - Potassium hydroxyde (Trung Quốc). - Chất nền: acid usnic được cô lập từ loài địa y Usnea baileyi. 2.1.2. Dụng cụ, thiết bị - Máy khuấy từ có thể điều chỉnh nhiệt độ, Stone Staffordshire Anh ST15 OSA. - Cân bằng điện tử 4 chữ số, Satorius AG Germany CPA 3235. - Cột sắc ký thủy tinh. - Phễu chiết 250 mL. - Cốc thủy tinh 250 mL, 100 mL. - Ống hút (pipet). - Phổ 1D và 2D-NMR được đo trên máy cộng hưởng từ hạt nhân Bruker Avance 500 MHz (Đại học Khoa học Tự nhiên – Hà Nội). 2.2. Quy trình thực hiện phản ứng Cân 70 mg acid usnic (0.2035 mmol) cho vào bình cầu 25 mL. Sau đó thêm lần lượt 1.7 mL dung dịch EtOH, 0.7278 mmol 2-chlorobenzaldehyde, KOH 0.4213 g (7.5232 mmol) và cuối cùng cho thêm 1.7 mL dung dịch EtOH. Đặt bình cầu được bịt kín vào chậu dầu trên bếp khuấy từ đã đặt sẵn ở 60 0C và tiến hành phản ứng trong 2 giờ, trong suốt quá trình thực hiện phản ứng cứ sau mỗi 30 phút cần kiểm tra sự xuất hiện của sản phẩm bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng. Sau 2 giờ khi phản ứng kết thúc, tiến hành acid hóa hỗn hợp bằng acid H2SO4 30 % đến khi xuất hiện kết tủa vàng. Thực hiện chiết lỏng lỏng trên hỗn hợp sau acid hóa bằng ethyl acetate. Dịch 19 chiết ethyl acetate được thực hiện sắc ký cột, giải ly với hệ dung môi thu được các sản phẩm. *Với 4-bromobenzaldehyde thực hiện tương tự Sơ đồ 11. Quy trình thực hiện phản ứng giữa acid usnic và 2-chlorobenzaldehyde * Kiểm tra phản ứng sau mỗi 30 phút bằng cách chấm sắc ký bản mỏng và giải ly ** Hệ A gồm n-hexane:chloroform:EA:acetone với tỉ lệ 30:10:1.25:1 2.3. Số liệu phổ định danh cơ cấu sản phẩm Phổ 1H-NMR và 13C-NMR của các dẫn xuất acid usnic với 2- chlorobenzaldehyde (1) và 4-bromobenzaldehyde (2) được ghi trên máy cộng hưởng từ hạt nhân tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội. Dựa vào kết quả đo phổ 7 sản phẩm thu được có cấu trúc như sau (4 sản phẩm (1) ký hiệu LA1.; 3 sản phẩm (2) ký hiệu BRL.) 70 mg acid usnic Bình cầu 25 mL + 1.7 mL dung dịch EtOH + 0.7278 mmol 2-chlorobenzaldehyde + 7.5232 mmol KOH + 1.7 mL dung dịch EtOH 1. Đặt trên bếp khuấy từ ở 60 oC trong 2 h* 2. Sau phản ứng acid hóa bằng H2SO4 30 % đến khi xuất hiện kết tủa vàng Hỗn hợp sau xử lý Dịch chiết ethyl acetate Sản phẩm Chiết lỏng – lỏng bằng ethyl acetate 1. Sắc ký bản mỏng, hệ dung môi (A)** 2. Sắc ký cột, hệ dung môi (A) 20 Hình 2. Cấu trúc các sản phẩm LA1.1 là chất rắn màu vàng, tan tốt trong acetone, chloroform. Hiệu suất: 4 %. 21 1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δH 13.91 (1H, s), 11.12 (1H, s), 8.47 (1H, s), 8.30 (1H, d), 8.25 (1H, d), 7.89 (1H, d), 7.86 (1H, m), 7.75 (1H, m), 7.46 (2H, m), 7.38 (4H, m), 6.08 (1H, s), 2.16 (3H, s), 1.83 (3H, s). 13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz): δC 198.7, 193.5, 190.0, 187.9, 178.5, 165.4, 158.0, 154.9, 142.7, 140.6, 136.2, 135.9, 133.4, 133.0, 132.2, 131.5, 130.6, 130.5, 128.5, 128.3, 127.5, 127.3, 124.0, 109.8, 105.0, 104.5, 102.1, 100.0, 59.6, 32.2, 7.8. CTPT: C32H22O7Cl2 m/z [M–H]- đo: 587.066 (Phụ lục 29) m/z [M–H]- tính toán: 587.066 LA1.2 là chất rắn màu vàng, tan tốt trong acetone, chloroform. Hiệu suất: 8 %. 1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δH 13.90 (1H, s), 11.13 (1H, s), 8.30 (1H, d), 7.87 (1H, d), 7.74 (1H, m), 7.36 (2H, m), 7.46 (1H, m), 6.03 (1H, s), 2,68 (3H, s), 2.15 (3H, s), 1.79 (3H, s). 13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz): δC 202.1, 198.2, 191.9, 190.0, 179.4, 165.4, 158.0, 155.0, 140.6, 135.8, 133.3, 131.5, 130.7, 128.3, 127.5, 127.3, 109.9, 105.5, 104.4, 102.1, 98.6, 59.1, 32.3, 28.0, 7.8. LA1.3 là chất rắn màu vàng, tan tốt trong acetone, chloroform. Hiệu suất: 14 %. 1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δH 11.17 (1H, s), 7.74 (2H, m), 7.42 (2H, m), 6.10 (1H, s), 5.84 (1H, m), 2.85 (2H, dd), 2.67 (3H, s), 2.16 (3H, s), 1.77 (3H, s). 13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz): δC 202.2, 198.9, 192.3, 188.8, 180.0, 162.7, 156.9, 154.8, 136.8, 22 136.6, 129.8, 129.7, 127.5, 127.0, 109.1, 107.0, 105.8, 102.1, 98.8, 76.4, 61.5, 44.0, 32.4, 28.2, 8.0. CTPT: C25H19O7Cl m/z [M–H]- đo: 465.074 (Phụ lục 30) m/z [M–H]- tính toán: 465.074 LA1.3A là chất rắn màu vàng, tan tốt trong acetone, chloroform. Hiệu suất: 3 %. 1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δH 11.11 (1H, s), 8.47 (1H, d), 8.26 (1H, d), 7.40 (8H, m), 6.10 (1H, s), 5.79 (1H, m), 2.95 (2H, m), 2.10 (3H, s), 1.76 (3H, s). 13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz): δC 198.6, 193.7, 188.9, 186.8, 182.1, 165.6, 157.5, 154.3, 142.5, 136.7, 136.2, 135.9, 133.1, 132.1, 130.5, 130.0, 129.8, 128.5, 127.6, 127.4, 127.2, 124.3, 110.1, 107.8, 104.9, 102.8, 100.3, 76.7, 58.7, 43.4, 32.1, 8.4. CTPT: C32H22O7Cl2 m/z [M–H]- đo: 587.066 (Phụ lục 31) m/z [M–H]- tính toán: 587.066 BRL.1 là chất rắn màu vàng, tan tốt trong acetone, chloroform. Hiệu suất: 6 %. 23 1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δH 13.95 (1H, s), 11.16 (1H, s), 8.27 (1H, d), 7.99 (1H, d), 7.86 (2H, s), 7.60 (2H, d), 7.59 (2H, d), 7.56 (2H, d), 7.51 (2H, d), 6.10 (1H, s), 2.17 (3H, s), 1.84 (3H, s). 13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz): δC 198.8, 197.5, 188.5, 178.5, 165.4, 158.5, 154.9, 146.0, 143.5, 133.7, 132.6, 132.5, 130.6, 130.1, 126.9, 126.2, 125.6, 125.3, 122.3 109.2, 105.0, 104.2, 102.1, 100.1, 59.3, 32.6, 8.2. BRL.2 là chất rắn màu vàng, tan tốt trong acetone, chloroform. Hiệu suất: 13 %. 1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δH 13.94 (1H, s), 11.14 (1H, s), 7.87 (1H, d), 7.82 (1H, d), 7.58 (2H, d), 7.50 (2H, d), 6.05 (1H, s), 2,68 (3H, s), 2.15 (3H, s), 1.79 (3H, s). 13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz): δC 202.0, 198.2, 191.8, 189.9, 179.2, 165.4, 158.0, 154.9, 143.5, 134.0, 132.5, 130.1, 125.5, 125.3, 109.9, 105.4, 104.4, 102.0, 98.6, 59.1, 32.3, 28.1, 7.8. BRL.3 là chất rắn màu vàng, tan tốt trong acetone, chloroform. Hiệu suất: 14 %. 1 H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δH 11.13 (1H, s), 7.57 (2H, m), 7.36 (2H, m), 6.08 (1H, s), 5.44 (1H, m), 2.95 (2H, m), 2.66 (3H, s), 2.15 (3H, s), 1.76 (3H, s). 13 C-NMR (CDCl3, 125 MHz): δC 201.9, 198.1, 192.1, 188.2, 181.0, 161.0, 157.5, 153.4, 137.5, 132.2, 127.6, 123.1, 109.8, 106.8, 105.3, 101.8, 98.4, 78.7, 58.6, 44.3, 32.5, 28.0, 7.9. CTPT: C25H19O7Br m/z [M–H]- đo: 509.023 (Phụ lục 32) m/z [M–H]- tính toán: 509.024 24 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Phản ứng aldol hóa acid usnic Trong đề tài này, phản ứng ngưng tụ aldol giữa acid usnic và các dẫn xuất benzaldehyde như 2-chlorobenzaldehyde và 4-bromobenzaldehyde với xúc tác KOH ở điều kiện đun nóng ở nhiệt độ 60 oC tạo thành 4 nhóm sản phẩm (I - IV) (Hình 3). Tiến hành cô lập các chất bằng phương pháp sắc ký cột silica gel. Tổng hiệu suất cô lập của các sản phẩm trong các phản ứng đạt từ 29 - 33 %. Hình 3. Các nhóm sản phẩm chính I - IV 3.2. Hiệu suất phản ứng Bảng 3.1. Hiệu suất phản ứng giữa 2-chlorobenzaldehyde với acid usnic Sản phẩm Hiệu suất (%) LA1.1 4 LA1.2 8 LA1.3 14 LA1.3A 3 Bảng 3.2. Hiệu suất phản ứng giữa 4-bromobenzaldehyde với acid usnic Sản phẩm Hiệu suất (%) BRL.1 6 BRL.2 13 BRL.3 14 25 3.3. Biện luận cấu trúc sản phẩm 3.3.1. Nhóm sản phẩm I Hình 4. Cấu trúc(+)-acid usnic và sản phẩm nhóm I (LA1.1 và BRL.1) So sánh dữ liệu phổ 1H-NMR của hợp chất LA1.1 so với acid usnic có sự biến mất của 2 nhóm methylketone CH3-15 và CH3-18 tại δH 2.66 và 2.68. Đồng thời, phổ 1 H-NMR của hợp chất LA1.1 cũng cho thấy sự hiện diện của các tín hiệu proton thuộc vùng từ trường 7.35–8.49, gồm có 2 cặp proton olefin ghép trans của H-18/ H-19 tại 𝛿H 8.47 (1H, d, J = 16.0 Hz), 𝛿H 8.25 (1H, d, J = 16.0 Hz) và của H-15/ H-26 tại 𝛿H 8.30 (1H, d, J = 15.5 Hz), 𝛿H 7.89 (1H, d, J = 15.5 Hz) và các tín hiệu của 8 proton thơm khác. Tất cả những dữ kiện phổ trên giúp xác định được phản ứng aldol hóa của acid usnic đã xảy ra ở cả hai vị trí CH3-15 và CH3-18 và cấu trúc của sản phẩm LA1.1 được mô tả trong Hình 4. So sánh phổ 13C-NMR của hợp chất LA1.1 giúp củng cố nhận định trên. Cụ thể, các carbon carbonyl C-14 và C-17 chuyển dịch về vùng từ trường cao C-17 (201.7) và C-14 (200.3) trong acid usnic, C-17 (190.0) và C-14 (187.9) trong hợp chất LA1.1 và sự biến mất của nhóm methyl CH3-15, CH3-18 đồng thời có sự xuất hiện của 16 tín hiệu carbon sp2 thơm và olefin. Kết hợp với các phổ HSQC và HMBC, cấu trúc của sản phẩm LA1.1 được xác định như minh họa trong Hình 4. Việc xác định cấu trúc BRL.1 tương tự như LA1.1. Có thể nhận thấy sự khác nhau về tín hiệu thu được của BRL.1 so với LA1.1, aldehyde 4-bromobenzaldehyde có cấu trúc đối xứng, nên có các tín hiệu carbon xuất hiện từng cặp với cường độ gấp đôi (C-21, C-25; C-22, C-24; C-28, C-32; C-29, C-31) và tín hiệu proton trên nhân thơm tương ứng cũng cho kết quả tương tự với phổ carbon. 26 Bảng 3.3. Dữ liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của LA1.1; BRL.1 và acid usnic Vị trí δH δC LA1.1 (Phụ lục 1) BRL.1 (Phụ lục 17) Acid usnic [5] LA1.1 (Phụ lục 2) BRL.1 (Phụ lục 18) Acid usnic [5] 1 - - - 198.7 198.8 198.1 2 - - - 105.0 105.0 105.3 3 - - - 193.5 197.4 191.7 4 6.08 (1H, s) 6.10 (1H, s) 5.97 (1H, s) 100.0 100.1 98.3 5 - - - 178.5 174.9 179.4 6 - - - 154.9 154.9 155.2 7 - - - 102.1 102.1 101.6 8 - - - 165.4 165.4 163.9 9 - - - 109.8 109.2 109.4 10 - - - 158.0 158.5 157.5 11 - - - 104.5 104.2 103.9 12 - - - 59.6 59.3 59.1 13 1.83 (3H, s) 1.84 (3H, s) 1.76 (3H, s) 32.2 32.6 32.1 14 - - - 190.0 190.1 201.7 15 7.89 (1H, d, J = 15.5) 7.99 (1H, d, J = 16.0) 2.66 (3H, s) 127.5 122.3 27.8 16 2.16 (3H, s) 2.17 (3H, s) 2.11 (3H, s) 7.8 8.2 7.5 17 - - - 187.9 188.5 200.3 18 8.25 (1H, d, J = 16.0) 7.86 (1H, s) 2.68 (3H, s) 124.0 125.6 31.2 19 8.47 (1H, d, J = 16.0) 7.86 (1H, s) 142.7 143.5 20 - - 133.0 126.9 21 - 7.51 (1H, d, J = 8.5) 136.2 130.6 22 7.46 (1H, m) 7.56 (1H, d, J = 8.5) 130.5 130.1 23 7.38 (1H, m) - 127.5 125.3 24 7.38 (1H, m) 7.56 (1H, d, J = 8.5) 131.5 130.1 25 7.75 (1H, m) 7.51 (1H, d, J = 8.5) 128.3 130.6 26 8.30 (1H, d, J = 15.5) 8.27 (1H, d, J = 15.5) 140.6 146.0 27 - - 133.4 133.7 28 - 7.59 (1H, d, J = 4.0) 135.9 132.6 29 7.46 (1H, m) 7.60 (1H, d, J = 4.0) 130.6 132.5 30 7.38 (1H, m) - 132.2 126.2 31 7.38 (1H, m) 7.59 (1H, d, J = 4.0) 127.3 132.6 32 7.86 (1H, m) 7.60 (1H, d, J = 4.0) 128.5 132.5 3-OH 18.84 (1H, s) 8-OH 13.91 (1H, s) 13.95 (1H, s) 13.29 (1H, s) - 27 10-OH 11.12 (1H, s) 11.16 (1H, s) 11.01 (1H, s) - 3.3.2. Nhóm sản phẩm II Hình 5. Cấu trúc (+)-acid usnic và sản phẩm nhóm II (LA1.2 và BRL.2) So sánh dữ liệu phổ 1H-NMR của hợp chất LA1.2 so với acid usnic có sự biến mất của 1 nhóm methylketone. Đồng thời, phổ 1H-NMR của hợp chất LA1.2 cũng cho thấy sự hiện diện của các tín hiệu proton thuộc vùng từ trường 7.35–8.31, gồm có 1 cặp proton olefin dạng trans tại 𝛿H 8.30 (1H, d, J = 15.5 Hz), 𝛿H 7.87 (1H, d, J = 15.5 Hz) và các tín hiệu của 4 proton thơm khác. So sánh phổ 13C-NMR của hợp chất LA1.2 thấy 1 carbon carbonyl chuy

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfkhoa_luan_dieu_che_mot_so_dan_xuat_benzylidene_cua_acid_usni.pdf
Tài liệu liên quan