Tổng hợp các hợp chất chứa dị vòng furoxane từ eugenol trong tinh dầu hương nhu

Tên đề tài: Tổng hợp các hợp chất chứa dị vòng furoxane từ eugenol trong tinh dầu hương nhu 2.. Các hợp chất dị vòng đang được nhiều nhà hóa học quan tâm nghiên cứu bởi chúng có cấu trúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

NĂM HỌC 2022 - 2023

TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT CHỨA DỊ VÒNG FUROXANE TỪ

EUGENOL TRONG TINH DẦU HƯƠNG NHU

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Tự nhiên

THANH HÓA, THÁNG 04/2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

NĂM HỌC 2022 - 2023

TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT CHỨA DỊ VÒNG FUROXANE TỪ

EUGENOL TRONG TINH DẦU HƯƠNG NHU

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Tự nhiên

Trưởng nhóm nghiên cứu : Đào Thị Thương

i

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Học

Tổng hợp tài liệu, thực hành và viết báo cáo tổng kết

Học

Tổng hợp tài liệu và thực hành và viết báo cáo tổng kết

ii

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Nhiệm vụ nghiên cứu 1

3 Mục tiêu nghiên cứu 2

4 Đối tượng nghiên cứu 2

5 Nội dung nghiên cứu 2

1 Tổng hợp các chất đầu eugenoxyacetic acid, isougenoxyacetic acid, hợp chất chứa dị vòng furoxane và các dẫn xuất nitro, amine chứa vòng furoxane 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Hiệu quả và phạm vi sử dụng (kinh tế, xã hội, giáo dục, khoa học, kỹ thuật, )

và tính mới, đóng góp mới của đề tài 2

8 Dự kiến kết quả 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tình hình nghiên cứu về tinh dầu hương nhu và eugenol 3

1.1.1 Sơ lược về tinh dầu hương nhu 3

1.1.2 Một vài nét về eugenol 4

1.2 Tình hình tổng hợp và chuyển hóa các hợp chất chứa vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide những năm gần đây 6

1.2.1 Một số phương pháp tổng hợp 6

1.2.1.1 Dime hoá nitrile oxide 6

1.2.1.2 Tạo vòng 1,2,5-oxadiazol từ olefin 6

1.2.2 Một số phản ứng chuyển hóa vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide 7

1.2.2.1 Phản ứng chuyển vị nhóm N-oxide của vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide 7

1.2.2.2 Phản ứng vỡ vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide 8

1.2.3 Ứng dụng của hợp chất vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide 8

1.3 Tổng hợp và hoạt tính sinh học của azomethine 9

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 11

2.1 Tổng hợp các chất 11

iii

2.1.1 Điều chế chế methyleugenol, isomethyleugenol và acid eugenoxyacetic 11

2.1.2 Tổng hợp isoeugenoxyacetic acid (A2) 12

2.1.3 Tổng hợp 2-methoxy-4-(3-methylfuroxan-4-yl)phenoxyacetic acid (A3) 12 2.1.4 Tổng hợp 2-methoxy-4-(3-methylfuroxan-4-yl)- 5-nitrophenoxyacetic acid (A4) 13

2.1.5 Tổng hợp 5-amino-2-methoxi-4-(3-methylfuroxan-4-yl)phenoxyacetic (A5) 13

2.1.6 Tổng hợp 5-(4-bromophenylazomethyl)-2-methoxy-4-(3-methylfuroxan-4-yl)phenoxyacetic (AM1) 14

2.2 Nghiên cứu cấu trúc và tính chất 14

2.2.1 Nhiệt độ nóng chảy 14

2.2.2 Phổ hồng ngoại 14

2.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 14

2.2.4 Phổ khối lượng 14

2.2.5 Hoạt tính kháng vi sinh vật 15

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17

3.1 Tổng hợp các chất đầu eugenoxyacetic acid, isougenoxyacetic acid, hợp chất chứa dị vòng furoxane và các dẫn xuất nitro, amine chứa vòng furoxane 17

3.2 Tổng hợp, tính chất phổ của hợp chất mới 20

3.3 Hoạt tính sinh học của các chất mới 29

KẾT LUẬN 31

KIẾN NGHỊ 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

PHỤ LỤC 36

iv

DANH SÁCH HÌNH, SƠ ĐỒ

Hình 1.1: Cây, lá và hoa cây Hương nhu 3

11

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ tổng hợp các chất đi từ eugenol 11

Hình 3.1 Phổ IR của hợp chất A5 19

Bảng 3.2 Một số vân hấp thụ chính trên phổ hồng ngoại (IR) của amine 19

Hình 3.3 Phổ giãn 1 H NMR của hợp chất A5 20

Hình 3.4 Phổ IR của hợp chất AM1 21

Hình 3.5 Phổ 1 H NMR của hợp chất AM1 22

Hình 3.6 Phổ giãn 1 H NMR của hợp chất AM1 23

Hình 3.7 Phổ HMBC của hợp chất AM1 25

Hình 3.8 Phổ 13 C NMR của hợp chất AM1 27

Hình 3.9 Phổ giãn 13 C NMR của hợp chất AM1 27

Hình 3.10 Phổ giãn 13 C NMR của hợp chất AM1 28

Hình 3.11 Phổ giãn ESI-MS của hợp chất AM1 28

Hình 3.12 Phổ giãn -ESI-MS của hợp chất AM1 29

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Hằng số vật lý và dạng bề ngoài của hợp chất đầu và hợp chất chìa

khóa (A5) 18

Bookmark not defined.

Bảng 3.4 Bảng phân tích các pic giao phổ HMBC của AM1 23

Bảng 3.5 Tín hiệu phổ 13 C NMR của AM1 26

Bảng 3.6 Kết quả thử nghiệm kháng vi sinh vật kiểm định……… 30

vi

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

ESI-MS Electron Spray Ionzation-Mass

Spectroscopy

Phổ khối lƣợng phun mù electron

HMBC Heteronuclear Multiple Bond

TLC Thin Layer Chromatography sắc kí lớp mỏng

TMS Tetramethylsilane

vii

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Tên đề tài: Tổng hợp các hợp chất chứa dị vòng furoxane từ eugenol trong tinh dầu hương nhu

2 Cấp dự thi: cấp Trường

3 Nhóm sinh viên thực hiện:

- Họ và tên: Đào Thị Thương

- Lớp: K23 – ĐHSP Hóa Học

- Khoa: Khoa học Tự nhiên

- Họ và tên: Lê Thị Trang

- Lớp: K23 – ĐHSP Hóa Học

- Khoa: Khoa học Tự nhiên

4 Giáo viên hướng dẫn: TS Trịnh Thị Huấn

5 Thời gian thực hiện: 09 tháng (từ tháng 09/2022 đến tháng 05/2023)

6 Cơ quan quản lý đề tài: Trường Đại học Hồng Đức

7 Đơn vị chủ trì đề tài: Khoa Khoa học Tự nhiên

ứng dụng trong y dược và nông nghiệp Các hợp chất loại

N-oxide-1,2,5-oxadiazole (furoxane) hiện đang thu hút sự chú ý của các nhà hoá học bởi phổ hoạt tính sinh học rộng của chúng Nhiều hợp chất loại furoxane có khả năng kháng vi khuẩn, kháng nấm khá mạnh, chẳng hạn như methylnitrofuroxane và một số dẫn chất sunfon có khả năng chống vi trùng bệnh lao phổi và diệt nấm… Đặc biệt chúng được biết đến với khả năng giải phóng nitrous oxide (NO) trong điều kiện sinh lý (tương tự trong cơ thể) giống glicerol trinitrate hoặc sodium nitroprusside đã được dùng làm thuốc điều trị bệnh tim mạch Mặt khác dị vòng furoxane còn được sử dụng rộng rải trong tổng hợp hàng loạt các hợp chất dị vòng khác

Một số dẫn xuất thế của thế gắn với dị vòng furoxane có nhiều hoạt tính sinh học như nhóm nitro, azomethine, hydrazine Thể hiện nhiều hoạt tính sinh học như hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm, kháng ung thư, chống oxy hóa

Chính vì những lý do trên nên tôi quyết định chọn hướng đề tài: “Tổng hợp các hợp chất chứa dị vòng furoxane từ eugenol trong tinh dầu hương nhu”

2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tổng hợp một số hợp chất loại nitro, amine chứa vòng furoxane đi từ eugenol trong tinh dầu hương nhu

- Tổng hợp chất mới từ chất chìa khóa amine chứa vòng furoxane

- Nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc và phổ IR, 1HNMR, 13CNMR và HMBC, MS chất azomethine

2

3 Mục tiêu nghiên cứu

- Từ eugenol trong tinh dầu hương nhu tổng hợp ít nhất 1 hợp chất mới chứa dị vòng furoxane và nghiên cứu tính chất phổ, cấu trúc của chúng

4 Đối tượng nghiên cứu

- Hợp chất chứa dị vòng furoxane tổng hợp từ eugenol trong tinh dầu hương nhu

5 Nội dung nghiên cứu

1 Tổng hợp các chất đầu eugenoxyacetic acid, isougenoxyacetic acid, hợp chất chứa dị vòng furoxane và các dẫn xuất nitro, amine chứa vòng furoxane

2 Tổng hợp, tính chất phổ của hợp chất mới

3 Hoạt tính sinh học của các chất mới

6 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng các phương pháp tổng hợp hữu cơ truyền thống có cải tiến bằng cách sử dụng một số tác nhân và xúc tác mới (các phương pháp được thực hiện

tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Hồng Đức Thanh Hoá)

- Dùng các phương pháp phổ IR, NMR, MS để nghiên cứu cấu trúc Phổ được đo bằng các loại máy hiện đại tại Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

- Bước đầu khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của hợp chất tổng hợp được

7 Hiệu quả và phạm vi sử dụng (kinh tế, xã hội, giáo dục, khoa học, kỹ thuật, ) và tính mới, đóng góp mới của đề tài

Tìm ra các hợp chất azomethine, mới chứa dị vòng furoxan và nghiên cứu cấu trúc của chúng

8 Dự kiến kết quả

Tổng hợp được một hợp chất mới chứa đồng thời dị vòng furoxane

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu về tinh dầu hương nhu và eugenol

1.1.1 Sơ lược về tinh dầu hương nhu

Hình 1.1: Cây, lá và hoa cây Hương nhu

Cây hương nhu được biết đến như một loại cây thuốc quý, nó được sử dụng trong các bài thuốc dân gian như thuốc trị bệnh cảm cúm, sốt, nhức đầu, hôi miệng, đau bụng [5] Cây hương nhu thuộc loại cây nhiệt đới, dễ trồng Nó có thể mọc hoang dại mà không cần chăm bón Cây này không kén đất, mọc hoang dại ở nhiều nơi, những nơi không trồng được lúa và hoa màu thì lại có thể trồng được cây hương nhu như: đất ven sông, hai bên bờ mương…Ở Việt Nam, được trồng hương nhu nhiều nơi như ở: Hà Giang, Tuyên Quang, Hưng Yên… Do

Về thành phần các chất trong tinh dầu hương nhu, đã có nhiều tài liệu đề cập đến, cho tới ngày nay người ta xác định hơn 40 cấu tử có mặt trong tinh dầu này Trong đó, eugenol chiếm hàm lượng cao nhất, chiếm tới 45 -70 % [5]

Eugenol tinh khiết là chất lỏng, nhớt như dầu, không màu, có mùi thơm nhẹ

để lâu trong không khí thì chuyển thành màu vàng chanh Nó tan tốt trong rượu, ether, chloroform nhưng ít tan trong nước

Eugenol được dùng để sản xuất O–methyleugenol, isoeugenol, vanillin và

nhiều ứng dụng trong y học do eugenol có nguồn gốc thực vật, có hoạt tính sinh học cao lại không độc với cơ thể người [5], [8] Ngay từ những năm 1890, hỗn hợp eugenol + ZnO đã được nghiên cứu và sử dụng trong nha khoa như một loại chất dùng để trám răng [6]

Nhiều công trình nghiên cứu đã cho rằng eugenol là hợp phần hoạt động sinh học chính trong tác dụng chữa trị của tinh dầu hương nhu cũng như của cây hương nhu Để giải thích khả năng chữa trị các chứng bệnh khác nhau nhằm làm

5

cơ sở cho ứng dụng trong y học hiện đại, đã có một số công trình nghiên cứu

dược lý của eugenol và tinh dầu hương nhu đối với hệ miễn dịch, hệ thần kinh,

hệ hô hấp, cơ quan sinh sản, hoá sinh máu ở động vật thí nghiệm Kết quả cho

thấy eugenol có tác dụng diệt vi khuẩn, diệt nấm, làm giảm đường huyết, giảm

triglycerite, giảm cholesterol trong máu, làm giãn mạch máu [7]

Eugenol một loại methoxyphenol, còn được sử dụng làm chất chống oxi

hoá quan trọng Ngoài ra, eugenol còn được nghiên cứu về khả năng kháng

khuẩn, chống viêm và đặc biệt là khả năng ngăn cản sự phát triển của tế bào ung

thư [17], [11]

Ở một hướng nghiên cứu khác, E Chaieb và cộng sự [10] đã phát hiện ra

eugenol có khả năng ức chế ăn mòn kim loại ở mức 91% tại nồng độ 0,173 g/l

và khả năng này tăng lên khi nhiệt độ tăng

Một đặc tính rất quan trọng của eugenol được các nhà khoa học quan tâm

là khả năng kháng nấm và kháng khuẩn của nó Người ta cũng dùng eugenol để

làm tan máu đông, hạn chế sự tăng Ca2+

trong tế bào Gần đây, người ta đã thử

khả năng diệt muỗi của dung dịch eugenol trong n-hexane, kết quả cho thấy ở

nồng độ 0,2 mg/ml có khả năng diệt muỗi rất tốt, hạn chế khả năng đẻ trứng của

muỗi Bookphilusmicrophus và làm giảm tới 90 % số trứng nở thành con

Trong công nghiệp thực phẩm, eugenol được coi là một phụ gia an toàn

thực phẩm, là chất kìm hãm sự oxi hoá Từ eugenol, người ta cũng đã chuyển

hoá bằng phương pháp oxi hoá có xúc tác thành hợp chất có nhiều ứng dụng như

(4-HO-3-CH3O-C6H3CH2COOH) Từ eugenol tổng hợp ra vanillin là chất quan

trọng trong công nghiệp thực phẩn, mỹ phẩm Ngoài ra vanilic acid – tổng hợp

từ eugenol còn là chất có hoạt tính kháng khuẩn tốt [3]

Như vậy, qua nhiều công trình nghiên cứu trực tiếp từ eugenol đều có kết

luận chung là eugenol có hoạt tính sinh lý cao, có tác dụng mạnh với các loại

nấm (men, mốc) và có tác dụng diệt khuẩn

Formatted: Not Highlight

6

1.2 Tình hình tổng hợp và chuyển hóa các hợp chất chứa vòng

1,2,5-oxadiazol-N-oxide những năm gần đây

1.2.1 Một số phương pháp tổng hợp

Trong những năm gần đây, dị vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide thu hút sự

quan tâm của nhiều nhà hóa học bởi sự đa dạng về hoạt tính sinh học cũng như

những ứng dụng thực tiễn của chúng Các công trình công bố về tổng hợp các

dẫn xuất mới chứa vòng furoxane đều có hoạt tính đáng kể với các vi sinh vật

kiểm định hoặc với nấm mốc, nấm men Đáng quan tâm hơn là khả năng tách

NO trong điều kiện sinh lí được sử dụng trong điều trị bệnh tim mạch Các hợp

chất chứa vòng furoxane được điều chế bằng nhiều phương pháp khác nhau

1.2.1.1 Dime hoá nitrile oxide

Đây là phương pháp phổ biến và sớm hơn cả để tổng hợp vòng

1,2,5-oxadiazol Các chất đầu để tạo ra nitrile oxide tuy rất khác nhau nhưng cuối

cùng đều phải trải qua phản ứng:

Có thể đime hoá nitrile oxide của các hợp chất thơm hoặc không thơm để

điều chế các diankyl hoặc diaryl đối xứng

Ngoài ra, người ta cũng đã tổng hợp được furoxancarbaldehyde bằng cách

cho crotonaldehyde tác dụng với NaNO2 trong CH3COOH

1.2.1.2 Tạo vòng 1,2,5-oxadiazol từ olefin

Một cách thuận lợi tạo vòng furoxane là cho olefin tác dụng trực tiếp với

acid nytrogen hoặc dinitrous trioxide :

N N

O

R R

CH3 - CH = CH - CHO NaNO2 + CH3COOH

-N N

O

R R

Formatted: Not Highlight

7

Phương pháp tạo vòng furoxan từ olefin là tương đối thuận lợi bởi nguồn chất đầu đa dạng, các phản ứng xảy ra trong điều kiện thông thường và tác nhân đóng vòng dễ kiếm như HNO2 hoặc NaNO2/CH3COOH Sản phẩm thu được đã chứa sẵn các nhóm chức hoạt động

1.2.2 Một số phản ứng chuyển hóa vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide

Vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide thuộc loại dị vòng thơm và có cấu tạo đặc

biệt hơn so với các dị vòng khác, nguyên tử O ngoại vòng không cùng nằm trên mặt phẳng với các nguyên tử còn lại, vì vậy độ bền của vòng kém hơn so với các vòng thơm chứa dị tử nitrogen và oxygen khác Trong mục này chúng tôi đề cập

đến vấn đề: Phản ứng làm thay đổi cấu tạo của vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide như: sự chuyển vị nhóm N-oxide (sự đồng phân hoá), sự chuyển hoá thành các

dị vòng khác và phản ứng phá vỡ vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide [1]

1.2.2.1 Phản ứng chuyển vị nhóm N-oxide của vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide

Nghiên cứu cấu tạo của vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide, thấy rằng nguyên tử oxygen nhóm N-oxide có mật độ electron lớn, và lại không đồng phẳng so với

các nguyên tử trong vòng furazae Do vậy nguyên tử oxygen này gây nên sự thay đổi trật tự liên kết trong vòng furoxane Điều kiện xảy ra chuyển vị nhóm

N-oxide khá dễ dàng chỉ cần đun nóng hoặc dưới tác dụng của bức xạ tử ngoại

(điều này khá phù hợp với phổ MS của vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide thường có

sự phân cắt một phân tử NO)

Hiện tượng chuyển vị của nhóm N-oxide được nghiên cứu bằng các phương

pháp tính toán hiện đại khác nhau ở đó có sử dụng phiếm hàm nhiệt độ, sản phẩm trung gian tạo ra 1,2-dinitrosoetylene [17]

N N

O

R R

Ar - CH = CH - R' + N2O3 - H2O

N

NO

O

N

N OO

N

NOO

8

1.2.2.2 Phản ứng vỡ vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide

Các hợp chất chứa vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide kém bền với nhiệt, khi nhiệt phân thường xảy ra phản ứng vỡ vòng và tách ra hai phân tử NO tạo liên kết bội của carbon-carbon hoặc hợp chất nitrile oxide [13], sau đó chuyển hóa thành isocianate

1.2.3 Ứng dụng của hợp chất vòng 1,2,5-oxadiazol-N-oxide

Dẫn xuất của 1,2,5-oxadiazol-N-oxide có phổ hoạt tính rộng và có nhiều

ứng dụng trong thực tiễn Trước hết chúng được sử dụng để làm nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ và dược phẩm, trong số đó có những sản phẩm đã được sử dụng làm thuốc chữa bệnh Đặc biệt chúng được chú ý bởi khả năng tách NO trong điều kiện sinh lý giống như glicerol trinitrate hay sodium nitropruside đã được sử dụng trong điều trị bệnh tim mạch Gần đây furoxane và dẫn xuất của chúng đã được thử nghiệm với độc tính chọn lọc đến một số dòng tế bào [9] và khả năng tác động đến tế bào khối u có trong cơ thể [15]

Khảo sát hoạt tính tách NO gây tác động co giãn mạch máu (vasodilating) trên chuột đối với 4-amino-3-furoxancarboxylic acid và các dẫn xuất ester cũng

CNOH

C N

Me

O

NNO

C6H5

toO

CNOH

9

như azomethine tổng hợp được đều có hoạt tính trên động mạch chủ như noradrenaline [14] Kết quả cho thấy khả năng thể hiện hoạt tính của các hợp chất azomethine cao gấp 20-200 lần so với amine ban đầu Tác giả công trình [12] tiến hành thử nghiệm tính chất co giãn mạch máu trên noradrenaline của thỏ, cũng như ức chế sự tổng hợp collagen có trong huyết tương giàu tiểu cầu của người, cho thấy loại hợp chất 3-(1,1-dinitroethyl)-4-phenylfuroxane có tác dụng tương tự như glycerol trinitrate và có tác dụng ức chế ngưng kết tiểu cầu mạnh hơn sodium nitropruside

(-)-Các tác giả trong công trình [16] thử nghiệm hoạt tính chống virut HIV

của một số dẫn xuất nitro, hydroxy và các N,N-diankylcarbamate dãy

furoxane và furazane Kết quả thấy rằng phenyl furoxane thể hiện hoạt tính kháng ung thư và kháng HIV

1.3 Tổng hợp và hoạt tính sinh học của azomethine

Azomethine thường được gọi là base Schiff, trong phân tử có nhóm CH=C- hay R-CH=N-R’ trong đó R, R’ là các gốc alkyl, aryl, hetaryl Các azomethine có khả năng phản ứng cao, có khả năng tham gia nhiều quá trình sinh hóa, chuyển hóa hóa học tạo nhiều ứng dụng trong dược phẩm, trong biến tính cao su, trong hóa học phân tích, trong quá trình bảo vệ kim loại, chống ăn mòn kim loại Các hợp chất furoxane thể hiện hoạt tính sinh học rất phong phú như kháng khuẩn, kháng nấm và điều hòa sinh trưởng thực vật Một số chất có tác dụng đối với hệ thống thần kinh điều khiển co dãn mạch máu và điều trị bệnh tim mạch… Các azomethine được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xúc tác, y dược, tinh thể lỏng, chống ăn mòn kim loại [1, 2]

-Cấu trúc của các azomethine sau khi tổng hợp được xác định bằng các dữ kiện phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1

H, 13CNMR

Azomethine là những chất có cấu trúc imin ( - CH − N - ) thường không bền do khuynh hướnng polymer hoá, ngưng tụ hoặc thuỷ phân Dạng mạch hở thường không bền, không thể tách ra thành dạng tự do Các azomethine có cấu trúc thế thì bền vững hơn azomethine có cấu trúc không thế

10

Với các azomethine thế ở N ( dãy N - alkyl hoá hoặc N - aryl hoá ) cấu trúc

R – CH = N - R thì gốc R là mạch hở thường là chất lỏng và kém bền, trong đó cấu trúc CH2 - N – R’ tồn tại ở trạng thái trimer hóa song cấu trúc của nó là một

dị vòng, các chất khác nhanh chóng bị trùng hợp hóa

Các azomethine được tổng hợp từ phản ứng ngưng tụ các dẫn xuất amonia với các aldehyde, ketone trong môi trường pH=4,5-5, phản ứng thực hiện trong điều kiện khan và nhiệt độ 100-2000C

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ tổng hợp các chất đi từ eugenol

2.1.1 Điều chế chế methyleugenol, isomethyleugenol và acid eugenoxyacetic

Tạo dung dịch 1: hòa tan 80g NaOH vào 200 ml H2O rồi cho vào bình cầu

2 cổ có chứa sẵn 250 ml tinh dầu hương nhu

Tạo dung dịch 2: hòa tan 94,5g (1 mol) monochloroacetic acid trong 150ml nước, rồi cho từ từ Na2CO3 đến khi bọt khí ngừng thoát ra

Rót toàn bộ dung dịch 2 vào dung dịch 1 Đun cách thủy và khuấy đều hỗn hợp phản ứng trong 2 giờ ở 80-900C Để nguội, acid hóa bằng HCl 1:1 đến (pH

=4) thu được chất rắn màu vàng nhạt, kết tinh lại bằng nước thu được 145,14

Hòa tan 14g (0,25 mol) KOH vào 40ml ethanol tuyệt đối rồi cho dung dịch thu được vào bình cầu 1 cổ có chứa 22g (0,1 mol) eugenoxyacetic acid Lắp sinh hàn, đun cách thủy hỗn hợp trong thời gian 24 giờ Để nguội, trung hòa hỗn hợp bằng dung dịch HCl 1:1 (pH = 4) thu được sản phẩm ở dạng rắn Lọc lấy sản phẩm, kết tinh trong ethanol : nước được sản phẩm sạch hình kim, màu trắng, nóng chảy ở 112-1130C Hiệu suất 80%

2.1.3 Tổng hợp 2-methoxy-4-(3-methylfuroxan-4-yl)phenoxyacetic acid (A3)

OCH2COOH N

N O

Hòa tan 20 gam (0,09 mol) isoeugenoxyacetic acid (A2) bằng 50ml acetic

acid băng Thêm từ từ 18 gam NaNO2 vào hỗn hợp phản ứng trong vòng một giờ và giữ nhiệt độ 00C Sau khi cho hết NaNO2, khuấy tiếp 3 giờ nữa Kết thúc phản ứng thêm nước và dung dịch acid HCl (pH = 3-4) vào hỗn hợp phản ứng Lọc chất rắn, rửa bằng nước, kết tinh lại trong rượu : nước được tinh thể hình lá màu vàng Nhiệt độ nóng chảy 145 – 146oC Hiệu suất 62%

13

2.1.4 Tổng hợp 2-methoxy-4-(3-methylfuroxan-4-yl)- 5-nitrophenoxyacetic acid (A4)

Cho 4g (0,014 mol) A3 hòa tan hoàn toàn trong 12 ml acetic acid băng

Thêm từ từ hỗn hợp gồm 3,8 ml (0,085 mol) HNO3 đặc và 5 ml (0,09 mol)

H2SO4 đặc trong 1 giờ và khuấy đều ở nhiệt độ 100C Sau khi cho hết hỗn hợp acid, khuấy thêm 4,5 giờ nữa ở nhiệt độ 45-500C Để nguội, thêm nước vào hỗn hợp phản ứng có chất rắn tách ra Lọc và sửa sản phẩm bằng nước, kết tinh lại trong ethanol : nước thu được tinh thể hình kim, màu trắng Nhiệt độ nóng chảy 207-2080C Hiệu suất 63%

2.1.5 Tổng hợp 5-amino-2-methoxi-4-(3-methylfuroxan-4-yl)phenoxyacetic (A5)

Cho 3,25 gam (0,01 mol) A4 vào bình cầu 3 cổ chứa 30ml ethylacetate có

sinh hàn hồi lưu và máy khuấy Đun cách thủy ở 800C đông thời khuấy mạnh

cho đến khi A4 tan hết thành dung dịch màu vàng Cho từ từ hỗn hợp gồm 12,2

gam Na2S2O4 ( 0,07 mol) hòa tan trong 70 ml dung dịc NaOH 1M qua phễu nhỏ giọt trong 30 phút Sau đó khuấy hỗn hợp phản ứng thêm 2,5 giờ Kết thúc phản ứng để nguội, rồi trung hòa bằng HCl loãng Lọc chất rắn, kết tinh trong ethanol tuyệt đối thu được tinh thể hình kim màu vàng Nhiệt độ nóng chảy 180-1810C

Hiệu suất 43%

14

2.1.6 Tổng hợp methylfuroxan-4-yl)phenoxyacetic (AM1)

5-(4-bromophenylazomethyl)-2-methoxy-4-(3-p-BrC6H4CHO

C2H5OH N

AM1, nhiệt độ nóng chảy 209 - 210oC hiệu suất 65 %

2.2 Nghiên cứu cấu trúc và tính chất

2.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1

H NMR, 13C NMR) được ghi tại phòng cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) trong dung môi DMSO trên máy Bruker XL-500, tại Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2.2.4 Phổ khối lượng

Phổ khối của các chất nghiên cứu được ghi trên máy Waters-API-ESI và máy Varian-MS tại Viện Hóa học, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Trên máy 6310 Ion Trap LC/MS tại phòng khối phổ, Viện các hợp chất thiên nhiên,

Pha dịch vi sinh vật: Dùng que cấy vô trùng lấy 1 quai khuẩn lạc của chủng

vi sinh vật pha hòa tan vào 10 mL nước muối sinh lý vô trùng và trộn đều bằng máy trộn vortex được huyền dịch vi sinh vật Đánh giá nồng độ vi sinh vật bằng cách so sánh với chuẩn 0,5 McFarland (đo ở =550 nm) được huyền dịch nồng

- Từ dung dịch mẹ, pha dung dịch gốc bằng nước cất vô trùng Từ dung dịch gốc pha loãng ½ đến nồng độ cần dùng: gentamycin (16 - 8 - 4 IU/mg), doxycyclin (0,4 - 0,2 - 0,1 IU/mg) và nystatin (12 - 6 - 3 IU/mg)

16

Thử nghiệm và đánh giá kết quả

Pha mẫu với DMSO 10% trên phiến 96 giếng (template plate) theo nồng độ giảm dần (log2 cho 5 thang nồng độ) Nhỏ mẫu từ phiến template lên phiến 96 giếng (phiến test) và bổ sung dịch vi sinh vật để được dải nồng độ mẫu từ 256-128-64-32-16 µg/mL (lặp lại 3 lần ở mỗi nồng độ) Để trong tủ ấm ở 37oC trong 24h đối với vi khuẩn và 30oC/48h đối với nấm

Mẫu đối chứng: sử dụng NaCl 0,9% tương ứng với thể tích mẫu là mẫu chứng âm tính (-) và chứng dương tính (+) là các kháng sinh chuẩn

Mẫu được xác định có hoạt tính khi không có sự phát triển của vi sinh vật ở

ít nhất một nồng độ mẫu thử nghiệm so với chứng (-) (khi nuôi cấy lại ở nồng độ này kiểm tra trên đĩa thạch giá trị CFU<5) Mẫu biểu hiện hoạt tính được test ở dãy nồng độ mẫu khác nhau để xác định được nồng ức chế tối thiểu MIC (g/mL) là nồng độ thử nghiệm thấp nhất mà vi sinh vật bị ức chế)

Mẫu được xác đinh có hoạt tính khi giá trị MIC 256g/mL