tổng hợp các chalconoid chứa fluoro thông qua phản ứng ngưng tụ claisen schmidt

Trong phạm vi nghiên cứu khóa luận, 5 dẫn xuất của chalcone gồm: NA01, NA02, NA04, NA05, NU05 đều được tổng hợp thông qua phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt, giữa các dẫn xuất của acetoph

TỔNG QUAN

Tổng quát về chalcone

1.1.1 Danh pháp hoá học và cấu trúc chalcone

Chalcone là tên gọi của một lớp các chất màu xuất hiện trong tự nhiên được cấu thành từ các benzylideneacetophenone Thuật ngữ “chalcone” là một cái tên do Kostanecki và Tambor đặt ra [1], người đã tiên phong trong việc tổng hợp các hợp chất màu tự nhiên Công thức khung phân tử cơ bản: C15H12O

Tên gọi theo danh pháp IUPAC: 1,3-diphenyl-2-propen-1-one

Tên gọi khác: phenyl styryl ketone, benzalacetophenone, a-phenyl-b-benzoylethylene… Đây là một hợp chất ketone thơm, có cấu trúc được tạo bởi hai vòng thơm liên kết với nhau thông qua một chuỗi ba carbon: a, b và nhóm carbonyl (C=O) không bão hòa, được mô phỏng và đánh số thứ tự như Hình 1.1 Chalcone tồn tại trong các loại thực vật và được xem là tiền chất sinh học của flavonoid [2, 3]

Chalcone có khối lượng phân tử: 208,25 g/mol Tỷ trọng khoảng 1,071 g/cm 3 Nhiệt độ nóng chảy: 55-57 °C Đặc tính vật lý này có thể thay đổi tùy thuộc vào các phần tử hoặc nhóm chức được gắn vào khung chalcone

Hình 1.1 Cấu trúc hóa học cơ bản của chalcone

Chalcone có trong tự nhiên thường tồn tại ở dạng rắn kết tinh và có nhiều màu sắc khác nhau Hòa tan tốt trong alcohol, dung dịch acid, kiềm cũng như các dung môi hữu cơ khác như acetone, chloroform và dichloromethane Chalcone trải qua các phản ứng đồng phân

Flavanoid được tạo thành từ phản ứng hóa học giữa hợp chất A và B (Andersen và Markham 2006; Harborne và cộng sự 1975) Về mặt hóa học lập thể, flavonoid có thể tồn tại ở dạng đồng phân trans (E) và cis (Z) Tuy nhiên, đồng phân (Z) kém bền hơn do hiệu ứng không gian của vòng A liên kết với nhóm cacbonyl (Hình 1.1) [4].

1.1.2 Giới thiệu dẫn xuất của chalcone

Chalconoid là các dẫn xuất của chalcone, tồn tại trong tự nhiên, không chỉ xuất hiện ở hoa mà còn ở lá, quả, rễ, thân và tất cả các bộ phận khác của giới thực vật Vòng A, B là benzene mang các nhóm thế R, R' phổ biến như: -OH, -OCH3 và có thể tồn tại dưới dạng glycoside trên hai vòng benzene trong cấu trúc

Hình 1.2 Cấu trúc chung các dẫn xuất của chalcone

Khung sườn chalcone được sử dụng làm khung cơ bản để tổng hợp chalconoid với nhiều nhóm thế khác nhau Mỗi dẫn xuất của chalcone được tổng hợp bằng cách thay đổi các nhóm thế trên acetophenone và aryl aldehyde Các nhóm thế này có thể bao gồm halogen, hydroxy, methoxy và các nhóm chức khác Nhờ tính đa dạng về nhóm thế và cấu trúc, chalconoid có khả năng tạo ra các dẫn xuất mang tính chất sinh học đa dạng.

Hoạt tính sinh học chalconoid

Các hợp chất chứa bộ khung chalcone được biết đến rộng rãi với hoạt tính sinh học và dược lý quan trọng Đã có hàng nghìn dẫn xuất chalcone được tổng hợp thành công, thể hiện nhiều hoạt tính điều trị hứa hẹn như: kháng khuẩn, chống viêm, chống ung thư, chống oxy hóa, chống sốt rét, kháng virus và gây đột biến.

Một số phương pháp tổng hợp chalconoid thông qua phản ứng ngưng tụ – sử dụng xúc tác như:

- Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid/base trong môi trường có dung môi [4, 15, 16]

- Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt bằng phương pháp nghiền [4, 17]

- Phương pháp chiếu xạ vi sóng [4, 18]

- Phương pháp ghép nối như: phản ứng Knoevenagel, phản ứng Heck, phản ứng Perkin, phản ứng Suzuki-Miyaura, phản ứng acyl hóa Friedel-Crafts [4]

Mặc dù có nhiều phản ứng để tổng hợp các dẫn xuất của chalcone, nhưng phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt được coi là lựa chọn tối ưu do quy trình đơn giản, dễ thực nghiệm nhưng lại có thể tạo ra được một số lượng lớn các dẫn xuất của chalcone Trong khi đó nhược điểm của phản ứng Friedel-Crafts là phải tiến hành trong môi trường khan nước, tác nhân acyl hóa không có sẵn và hiệu suất thấp Phản ứng cộng hợp Suzuki thì các nguyên liệu đầu có giá thị trường đắt và không có sẵn Phản ứng Heck bị hạn chế bởi các chất xúc tác như TiCl4, Pd(PPh 3 ) 4 và nguyên liệu đầu cũng rất đắt, môi trường phản ứng yêu cầu khan nước gây khó khăn cho thực nghiệm…Chính vì những nhược điểm như trên, phương pháp ngưng tụ Claisen-Schmidt được lựa chọn để tổng hợp chalconoid trong phạm vi nghiên cứu này

1.4 Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt

1.4.1 Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid/base trong điều kiện có dung môi

Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt được sử dụng phổ biến cho tổng hợp chalconoid do phản ứng đơn giản, ít tốn kém, cho phép tạo thành liên kết đôi cacbon-cacbon không phụ thuộc vào độ phức tạp trong cấu trúc các phân tử tham gia ngưng tụ Hiệu suất tổng hợp cao hơn so với các phương pháp thông thường khác Trong đó các dẫn xuất acetophenone và dẫn xuất benzaldehyde trải qua quá trình ngưng tụ với sự có mặt của chất xúc tác acid/base trong dung môi phân cực ethanol/methanol ở 50-100 °C trong vài giờ (Gaonkar và Vignesh 2017; Smith và Paulson 1954) [4] Các xúc tác base chung thường được sử dụng cho quá trình ngưng tụ này là NaOH [4, 19], KOH [4, 20] Ngoài ra, còn các chất xúc tác base khác như alumina [21], MgO [22], hydrotalcite nung [23], KF/phosphate tự nhiên [24] và piperidine [25] cũng đã được sử dụng để tổng hợp chúng [26]

Sử dụng xúc tác acid/base cùng với dung môi phù hợp trong phương pháp ngưng tụ Claisen- Schmidt giúp định hình điều kiện phản ứng và cải thiện hiệu suất tổng hợp chalconoid Nhược điểm chính của phương pháp này là tốc độ phản ứng chậm và khả năng tạo sản phẩm phụ nhiều, cần nhiều thời gian phản ứng (Gaonkar và Vignesh 2017) [4]

Hình 1.3 Phương trình tổng hợp chalconoid từ các dẫn xuất acetophenone và dẫn xuất benzaldehyde

1.4.1.1 Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid

Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid trong điều kiện có dung môi (Hình 1.4) được diễn ra theo các giai đoạn sau:

+ Giai đoạn 1: Trong môi trường acid, hợp chất ketone ban đầu có thể tautomer hoá thành enol Sau đó, sự proton hóa xảy ra trên nhóm carbonyl của aldehyde, tạo ra dạng proton hoá của aldehyde Tác nhân ái nhân enol sẽ tấn công vào nhóm carbonyl của aldehyde.

+ Giai đoạn 2: Xảy ra sự chuyển vị proton, nguyên tử proton từ nhóm carbonyl của aldehyde được chuyển đến nhóm hydroxyl trong enol, tạo thành dạng proton hóa mới

+ Giai đoạn 3: Xảy ra sự tautomer hóa giữa dạng ketone và enol Enol có thể chuyển vị trở lại dạng ketone ban đầu

+ Giai đoạn 4: Tiến hành tách nước và deproton để tạo thành cầu nối a, b không bão hòa

Nhược điểm của phương pháp này là: điều kiện phản ứng khắc nghiệt (phản ứng ở môi trường pH cao, nhiệt độ cao, gây khó khăn trong việc điều chỉnh và kiểm soát quá trình phản ứng), gây ô nhiễm môi trường (sử dụng acid mạnh có thể gây ra phản ứng phụ và tạo

+O R Acid/base khỏe con người (các chất acid mạnh có thể gây kích ứng da, mắt và hô hấp, quá trình phản ứng trong môi trường acid cũng có thể tạo ra các sản phẩm phụ độc hại, gây nguy hiểm cho người làm việc trong môi trường đó) Vì vậy, nghiên cứu và phát triển các phương pháp phản ứng khác thân thiện với môi trường và sức khỏe con người là rất quan trọng trong lĩnh vực hóa học hữu cơ

Hình 1.4 Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid

1.4.1.2 Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác base

Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt là phản ứng aldol chéo giữa hai hợp chất carbonyl khác nhau, trong đó acetophenone đóng vai trò tác nhân nucleophile dưới dạng enol hoặc enolate, còn benzaldehyde đóng vai trò tác nhân electrophile

Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác base trong điều kiện có dung môi (Hình 1.5) được diễn ra theo các giai đoạn sau:

+ Giai đoạn 1: Mặc dù cả hai loại hợp chất cacbonyl đều không đối xứng nhưng chỉ có nhóm methyl của acetophenone còn proton a, nên chỉ có vị trí này xảy ra sự enol hóa Đầu tiên, tách proton Ha, trong giai đoạn này một base mạnh như NaOH được sử dụng để tác động lên proton Ha gắn với carbon a trong acetophenone Quá trình này tạo ra một carbanion (anion enolate)

Giai đoạn 2: Trong quá trình tạo sản phẩm, phản ứng cộng ái nhân của carbonion tạo ra ở giai đoạn trước sẽ tấn công vào nhóm carbonyl của dẫn xuất aldehyde thơm, tạo thành aldol.

+ Giai đoạn 3: Sản phẩm aldol này không bền, lập tức dehydrat hóa trong môi trường kiềm theo cơ chế E1cb, tạo ra sản phẩm cuối cùng được gọi là chalconoid

Các nhóm thế trên vòng thơm có thể có hiệu ứng đẩy hoặc hiệu ứng rút điện tử Nhóm thế đẩy điện tử tăng mật độ điện tích trên carbon của nhóm carbonyl, làm giảm tính ái điện tử của nhóm này Điều này làm cho quá trình tấn công của enolate trở nên khó khăn hơn và có thể làm giảm hiệu suất phản ứng (nhóm đẩy điện tử như -OH, -NH2, -OCH3, v.v) Trong khi đó, nhóm thế rút điện tử giảm mật độ điện tích trên carbon của nhóm carbonyl, làm tăng tính ái điện tử của nhóm này Điều này làm cho quá trình tấn công của enolate dễ dàng hơn và có thể tăng hiệu suất phản ứng (nhóm rút điện tử như -Cl, -Br, -NO2, v.v)

Ngoài ra, nhóm thế đẩy điện tử ở vị trí ortho hoặc para đối với nhóm carbonyl cũng có thể làm giảm tính ái điện tử của nhóm này Điều này làm giảm khả năng tấn công của enolate và có thể ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng [27]

Nhược điểm của phương pháp này là thời gian phản ứng chậm, tạo nhiều sản phẩm phụ vì enolate có thể tấn công các nhóm carbonyl khác Để khắc phục, người ta sử dụng các phương pháp điều chế và điều kiện phản ứng tối ưu, điều chỉnh xúc tác, nhiệt độ, thời gian phản ứng và chọn lọc các chất khác để hạn chế phản ứng phụ.

Hình 1.5 Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác base

1.4.2 Phương pháp ngưng tụ Claisen-Schmidt bằng phương pháp nghiền

Hiện nay, nghiên cứu về tổng hợp “hóa học phi dung môi” đã trở thành một xu hướng quan trọng nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của chất độc đến môi trường, đặc biệt là trong việc sử dụng dung môi hữu cơ Trong ngữ cảnh đó, phản ứng Claisen-Schmidt có thể thực hiện thông qua phương pháp nghiền mà không cần dung môi Phương pháp này không chỉ kế thừa các ưu điểm của phương pháp tổng hợp truyền thống dựa trên dung môi, mà còn khắc phục nhược điểm của nó Nora M Rated và cộng sự năm 2009 đã nghiên cứu tổng hợp thành công 17 dẫn xuất của chalcone bằng phương pháp nghiền trong điều kiện phi dung môi, dựa trên cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với sự hỗ trợ của NaOH rắn làm xúc tác [17] (Bảng 1.1) Quy trình đơn giản, hiệu quả và tiết kiệm, thân thiện với môi trường Nghiên cứu của Nora M Rated và cộng sự đã từng chỉ ra sự hiệu quả về thời gian phản ứng và hiệu suất tổng hợp phản ứng của phương pháp này so với phương pháp tổng hợp cổ điển Thời gian phản ứng trung bình từ 10-15 phút với hiệu suất rất cao, thậm chí

Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt

1.4.1 Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid/base trong điều kiện có dung môi

Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt được sử dụng phổ biến cho tổng hợp chalconoid do phản ứng đơn giản, ít tốn kém, cho phép tạo thành liên kết đôi cacbon-cacbon không phụ thuộc vào độ phức tạp trong cấu trúc các phân tử tham gia ngưng tụ Hiệu suất tổng hợp cao hơn so với các phương pháp thông thường khác Trong đó các dẫn xuất acetophenone và dẫn xuất benzaldehyde trải qua quá trình ngưng tụ với sự có mặt của chất xúc tác acid/base trong dung môi phân cực ethanol/methanol ở 50-100 °C trong vài giờ (Gaonkar và Vignesh 2017; Smith và Paulson 1954) [4] Các xúc tác base chung thường được sử dụng cho quá trình ngưng tụ này là NaOH [4, 19], KOH [4, 20] Ngoài ra, còn các chất xúc tác base khác như alumina [21], MgO [22], hydrotalcite nung [23], KF/phosphate tự nhiên [24] và piperidine [25] cũng đã được sử dụng để tổng hợp chúng [26]

Sử dụng xúc tác acid/base cùng với dung môi phù hợp trong phương pháp ngưng tụ Claisen- Schmidt giúp định hình điều kiện phản ứng và cải thiện hiệu suất tổng hợp chalconoid Nhược điểm chính của phương pháp này là tốc độ phản ứng chậm và khả năng tạo sản phẩm phụ nhiều, cần nhiều thời gian phản ứng (Gaonkar và Vignesh 2017) [4]

Hình 1.3 Phương trình tổng hợp chalconoid từ các dẫn xuất acetophenone và dẫn xuất benzaldehyde

1.4.1.1 Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid

Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid trong điều kiện có dung môi (Hình 1.4) được diễn ra theo các giai đoạn sau:

+ Giai đoạn 1: Trong môi trường acid, hợp chất ketone ban đầu có thể tautomer hoá thành enol Sau đó, sự proton hóa xảy ra trên nhóm carbonyl của aldehyde, tạo ra dạng proton hoá của aldehyde Tác nhân ái nhân enol sẽ tấn công vào nhóm carbonyl của aldehyde.

+ Giai đoạn 2: Xảy ra sự chuyển vị proton, nguyên tử proton từ nhóm carbonyl của aldehyde được chuyển đến nhóm hydroxyl trong enol, tạo thành dạng proton hóa mới

+ Giai đoạn 3: Xảy ra sự tautomer hóa giữa dạng ketone và enol Enol có thể chuyển vị trở lại dạng ketone ban đầu

+ Giai đoạn 4: Tiến hành tách nước và deproton để tạo thành cầu nối a, b không bão hòa

Nhược điểm của phương pháp này là: điều kiện phản ứng khắc nghiệt (phản ứng ở môi trường pH cao, nhiệt độ cao, gây khó khăn trong việc điều chỉnh và kiểm soát quá trình phản ứng), gây ô nhiễm môi trường (sử dụng acid mạnh có thể gây ra phản ứng phụ và tạo

+O R Acid/base khỏe con người (các chất acid mạnh có thể gây kích ứng da, mắt và hô hấp, quá trình phản ứng trong môi trường acid cũng có thể tạo ra các sản phẩm phụ độc hại, gây nguy hiểm cho người làm việc trong môi trường đó) Vì vậy, nghiên cứu và phát triển các phương pháp phản ứng khác thân thiện với môi trường và sức khỏe con người là rất quan trọng trong lĩnh vực hóa học hữu cơ

Hình 1.4 Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác acid

1.4.1.2 Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác base

Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt là phản ứng aldol chéo giữa hai hợp chất carbonyl khác nhau, trong đó acetophenone đóng vai trò tác nhân nucleophile dưới dạng enol hoặc enolate, còn benzaldehyde đóng vai trò tác nhân electrophile

Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác base trong điều kiện có dung môi (Hình 1.5) được diễn ra theo các giai đoạn sau:

+ Giai đoạn 1: Mặc dù cả hai loại hợp chất cacbonyl đều không đối xứng nhưng chỉ có nhóm methyl của acetophenone còn proton a, nên chỉ có vị trí này xảy ra sự enol hóa Đầu tiên, tách proton Ha, trong giai đoạn này một base mạnh như NaOH được sử dụng để tác động lên proton Ha gắn với carbon a trong acetophenone Quá trình này tạo ra một carbanion (anion enolate)

+ Giai đoạn 2: Để tạo ra sản phẩm, phản ứng cộng ái nhân của carbonion tạo ra trong giai đoạn trước đó tấn công nhóm carbonyl của dẫn xuất aldehyde thơm để tạo thành aldol

+ Giai đoạn 3: Sản phẩm aldol này không bền, lập tức dehydrat hóa trong môi trường kiềm theo cơ chế E1cb, tạo ra sản phẩm cuối cùng được gọi là chalconoid

Các nhóm thế trên vòng thơm có thể có hiệu ứng đẩy hoặc hiệu ứng rút điện tử Nhóm thế đẩy điện tử tăng mật độ điện tích trên carbon của nhóm carbonyl, làm giảm tính ái điện tử của nhóm này Điều này làm cho quá trình tấn công của enolate trở nên khó khăn hơn và có thể làm giảm hiệu suất phản ứng (nhóm đẩy điện tử như -OH, -NH2, -OCH3, v.v) Trong khi đó, nhóm thế rút điện tử giảm mật độ điện tích trên carbon của nhóm carbonyl, làm tăng tính ái điện tử của nhóm này Điều này làm cho quá trình tấn công của enolate dễ dàng hơn và có thể tăng hiệu suất phản ứng (nhóm rút điện tử như -Cl, -Br, -NO2, v.v)

Ngoài ra, nhóm thế đẩy điện tử ở vị trí ortho hoặc para đối với nhóm carbonyl cũng có thể làm giảm tính ái điện tử của nhóm này Điều này làm giảm khả năng tấn công của enolate và có thể ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng [27]

Nhược điểm của phương pháp này là: thời gian phản ứng lâu vì phản ứng enolate thường diễn ra chậm, tạo ra nhiều sản phẩm phụ do khả năng tấn công của enolate vào các nhóm carbonyl khác trong hợp chất tổng hợp Để cải thiện hiệu suất và chọn lọc sản phẩm, có thể sử dụng các phương pháp điều chế và điều kiện phản ứng tối ưu hơn, bao gồm sự điều chỉnh của xúc tác, nhiệt độ, thời gian phản ứng và sự chọn lọc của các chất khác để hạn chế phản ứng phụ

Hình 1.5 Cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với xúc tác base

1.4.2 Phương pháp ngưng tụ Claisen-Schmidt bằng phương pháp nghiền

Hiện nay, nghiên cứu về tổng hợp “hóa học phi dung môi” đã trở thành một xu hướng quan trọng nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của chất độc đến môi trường, đặc biệt là trong việc sử dụng dung môi hữu cơ Trong ngữ cảnh đó, phản ứng Claisen-Schmidt có thể thực hiện thông qua phương pháp nghiền mà không cần dung môi Phương pháp này không chỉ kế thừa các ưu điểm của phương pháp tổng hợp truyền thống dựa trên dung môi, mà còn khắc phục nhược điểm của nó Nora M Rated và cộng sự năm 2009 đã nghiên cứu tổng hợp thành công 17 dẫn xuất của chalcone bằng phương pháp nghiền trong điều kiện phi dung môi, dựa trên cơ chế phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt với sự hỗ trợ của NaOH rắn làm xúc tác [17] (Bảng 1.1) Quy trình đơn giản, hiệu quả và tiết kiệm, thân thiện với môi trường Nghiên cứu của Nora M Rated và cộng sự đã từng chỉ ra sự hiệu quả về thời gian phản ứng và hiệu suất tổng hợp phản ứng của phương pháp này so với phương pháp tổng hợp cổ điển Thời gian phản ứng trung bình từ 10-15 phút với hiệu suất rất cao, thậm chí

O cao nhất lên đến 96%, thấp nhất là 70-80%, trong khi phương pháp cổ điển thời gian phản ứng từ 2-3 giờ, có cả phản ứng để qua nhiều ngày nhưng cho hiệu suất không cao

Bảng 1.1 Kết quả tổng hợp thành công 17 dẫn xuất chalcone của Nora M Rated và cộng sự (2009)

Trong nghiên cứu luận văn này, chalconoid được tổng hợp ở nhiệt độ phòng bằng cách nghiền hỗn hợp các dẫn xuất acetophenone chứa các nhóm thế fluoro (-F) ở vị trí bất kì trên vòng kết hợp cùng các dẫn xuất benzaldehyde, xúc tác NaOH rắn, nghiền hỗn hợp với thời gian khoảng 30-45 phút (30 phút đầu kiểm tra tiến trình của phản ứng bằng TLC) Quá trình nghiền giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa các phân tử, tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt diễn ra Sự thay đổi màu sắc đột ngột trong quá trình nghiền cho thấy sự tiến triển của phản ứng Khi hỗn hợp phản ứng chuyển đổi hoàn toàn thành một khối rắn, phản ứng được coi là kết thúc

Lý do chọn đề tài

Nhu cầu về tổng hợp hóa chất dựa trên tiêu chí thân thiện với môi trường đang ngày càng trở nên cấp thiết Các nhà nghiên cứu đang tập trung vào việc phát triển các phương pháp tổng hợp hóa học phi dung môi Sử dụng chất xúc tác xanh và các phương pháp tổng hợp hóa học thông minh khác để đạt được hiệu suất cao, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực xấu đến môi trường, tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng, tạo ra các sản phẩm hóa học có chất lượng cao Đề tài nghiên cứu của tôi là “Tổng hợp các chalconoid chứa fluoro thông qua phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt” trong điều kiện phi dung môi, xúc tác base NaOH, với mục đích tìm ra được nhiều chalconoid chứa fluoro, nhằm tăng cường số lượng dẫn xuất chalconoid có hoạt tính sinh dược mạnh Mang lại nhiều lợi ích và đóng vai trò quan trọng hơn trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe con người so với việc sử dụng các hợp chất chalconoid tự nhiên ban đầu Không chỉ đảm bảo được các tiêu chí thân thiện về môi trường, mà còn đạt hiệu suất cao, chất lượng sản phẩm tốt Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt là một phương pháp tổng hợp nổi bật đang nhận được sự quan tâm lớn từ các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước ở lĩnh vực tổng hợp hóa hữu cơ hiện nay, cho phép tạo ra các hợp chất có cấu trúc hóa học phức tạp, áp dụng cho nhiều loại hợp chất carbonyl khác nhau, bao gồm cả aldehyde và ketone

Chalconoid và dẫn xuất của chúng được biết đến với nhiều hoạt tính sinh học quan trọng như tính kháng vi khuẩn, kháng nấm, kháng vi-rút, chống ung thư, kháng viêm và kháng oxy hóa Sự hiện diện của nhóm fluoro trong cấu trúc chalconoid có thể tăng khả năng chống oxy hóa, tăng độ hoạt tính sinh học hoặc cải thiện tính chất vật lý của chúng Mặc dù rất có tiềm năng và ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực chế tạo thuốc nhưng trong các tài liệu gần đây, trong nước với những công trình nghiên cứu tập trung tổng hợp loại hợp chất chalconoid chứa fluoro này vẫn chưa được tìm thấy nhiều Việc thiết kế và nghiên cứu phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt để tổng hợp chalconoid chứa fluoro có thể mang lại các tính chất sinh học đặc biệt của chalconoid, mở ra một cơ hội ứng dụng lớn trong lĩnh vực dược phẩm và sinh hóa Điều này không chỉ mở mang kiến thức về phản ứng hóa học mà còn giúp phát triển tìm ra các phương pháp tổng hợp mới Để khám phá thêm về phương pháp phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt và ứng dụng của nó trong việc tổng hợp chalconoid chứa fluoro Tôi hy vọng kết quả nghiên cứu này có thể phát huy được những tiềm năng chưa khai phá của chalconoid Tập trung vào tối ưu điều kiện tổng hợp, đảm bảo chất lượng sản phẩm, tiết kiệm thời gian và nguồn nhân lực Khắc phục được một số nhược điểm còn tồn đọng của các phương pháp tổng hợp cổ điển Đây cũng là một đề tài hấp dẫn và đáng để nghiên cứu, bởi vì tính quan trọng của nó trong tổng hợp hữu cơ cũng như khả năng tạo ra các sản phẩm phản ứng đa dạng Nghiên cứu về chủ đề này có thể mang lại sự hiểu biết sâu hơn về cơ chế phản ứng và ứng dụng trong việc tổng hợp các hợp chất có giá trị lớn trong lĩnh vực hóa học và dược phẩm.

THỰC NGHIỆM - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Các dẫn xuất của chalcone

Các dẫn xuất của chalcone được tổng hợp dựa trên nguyên tắc phản ứng ngưng tụ Claisen- Schmidt

Trong nghiên cứu này, các hóa chất được mua từ các công ty hoá chất Merck, Across, Baker và sử dụng trực tiếp mà không tinh chế lại Thông tin về các hóa chất sử dụng được trình bày chi tiết ở Bảng 2.1

Bảng 2.1 Thông tin các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu

STT Tên hóa chất Xuất xứ Hàm lượng

13 Silica gel 60 (0,063 mm-0,200 mm) Merck ≥ 99,0%

14 TLC dùng bản nhôm silica gel 60

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị

Trong quá trình nghiên cứu, việc sử dụng các dụng cụ và thiết bị yêu cầu phải được làm từ vật liệu chống chịu tốt, đồng thời cần được vệ sinh sạch sẽ, khô ráo trước và sau khi sử dụng Hơn nữa, việc tuân thủ các quy trình và đọc hướng dẫn kỹ trước khi sử dụng là cần thiết để đảm bảo tính chính xác và độ an toàn trong nghiên cứu Danh sách các dụng cụ và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu được liệt kê trong Bảng 2.2

Bảng 2.2 Dụng cụ và thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu

Bộ chày, cối thạch anh Hệ thống cô quay chân không

Cột chạy sắc ký Tủ sấy, tủ hút Ống vi quản Buồng soi đèn UV 254 nm, 365 nm Ống thiele, nhiệt kế đo nhiệt độ nóng chảy

Cân điện tử kỹ thuật, cân điện tử phân tích

Các dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm như: beaker, erlene, pippet, phễu chiết

250 mL, cốc giải ly, đĩa petri, ống đong…

Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân – NMR (Bruker), máy đo phổ khối lượng

MS (Agilent Technologies) (Viện Hóa học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam,

Các phương pháp tách và tinh chế sản phẩm

Phương pháp chiết là một kỹ thuật được sử dụng để phân tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng không đồng nhất Phương pháp này sử dụng một dung môi phù hợp để hòa tan chất cần tách thành pha lỏng (gọi là dịch chiết), phân tách hoàn toàn ra khỏi pha lỏng chứa các chất còn lại trong hỗn hợp Việc lựa chọn dung môi chiết phụ thuộc vào các đặc tính của chất cần tách như: khả năng hòa tan, cấu trúc sản phẩm Thông thường, nên sử dụng nước với các hóa chất làm khan (Na2SO4, CaSO4, MgSO4…) Loại bỏ chất làm khan bằng tờ giấy lọc Dung dịch lọc được đưa vào máy cô quay chân không để thu được chất cần tách

Phương pháp chiết của nghiên cứu này sử dụng các dung môi như dichloromethane (CH2Cl2), ethyl acetate (EtOAc) và nước

2.2.2 Phương pháp sắc ký cột (Column chromatography - CC)

Sắc ký cột là kỹ thuật tách hỗn hợp các chất dựa trên tính phân cực của chúng Trong quá trình sắc ký, hỗn hợp được đổ vào cột thủy tinh đựng chất hấp phụ (pha tĩnh) và dung môi (pha động) LỰa chọn chất hấp phụ và dung môi phù hợp sẽ giúp quá trình tách hiệu quả, tách được các chất mong muốn khỏi hỗn hợp ban đầu.

Trước đó, việc lựa chọn dung môi nào thích hợp để sắc ký cột thì cần phải được kiểm tra trước bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC) Nguyên tắc tính phân cực là chất phân cực tan trong dung môi phân cực, chất kém phân cực tan trong dung môi kém phân cực Những chất có ái lực mạnh với pha động sẽ được giải ly ra trước, những chất có ái lực mạnh với pha tĩnh sẽ bị giữ lại và giải ly ra sau

Trong sắc ký cột, khối lượng silica gel nên được chọn từ 20-100 lần khối lượng mẫu phân tích Đồng thời, khi silica gel được nhồi vào cột, chiều cao của nó nên gấp 8-10 lần đường kính của chính nó Tuy nhiên, lựa chọn cuối cùng về tỷ lệ này thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại sắc ký, loại mẫu cần phân tích, mục đích phân tích, tính chọn lọc và kích thước cột sắc ký Do đó, có thể điều chỉnh tỷ lệ dựa trên kinh nghiệm để đáp ứng yêu cầu cho từng trường hợp cụ thể

Chuẩn bị hệ dung môi giải ly và nạp mẫu khô cho sắc ký cột:

Hệ dung môi: Chọn một dung môi phù hợp để giải ly cột và trộn nó với silica gel tạo thành một hỗn hợp huyền phù (ngâm trong dung môi 10-20 phút)

Chuẩn bị cột sắc ký: Nhồi một lớp bông mỏng xuống đáy cột bằng cây kẽm sao cho vừa đủ Tránh nhồi quá lỏng (lớp bông sẽ không giữ được silica gel) hoặc quá chặt (dung môi khó chảy xuống, ảnh hưởng đến thời gian chạy cột).

Nạp mẫu: Sử dụng phễu đặt lên miệng cột, rót từ từ hỗn hợp huyền phù vào cột Dùng ống bóp cao su bóp đều tay nhằm tạo áp suất để đẩy silica gel nén vào cột, xuống đều và đảm bảo bề mặt silica gel phải bằng phẳng

Cân bằng cột: Thêm dung môi vào đầy cột, sau đó cân bằng cột bằng cách đẩy cho dung môi ra khỏi cột vài lần, để cột ổn định Dùng phễu sạch nạp mẫu khô vào cột, tiếp theo dùng cây kẽm thêm một lớp bông gòn phía trên bảo vệ mặt cột

Quá trình chạy cột: Chú ý dung môi trên cột, tránh để bị nứt, gãy hay khô cột Dùng hủ bi để hứng các phân đoạn chất được tách ra khỏi cột và chảy xuống Tùy theo khoảng cách giữa các vết trên TLC như thế nào để kiểm soát được lượng thu hứng

Kiểm tra và tách các phân đoạn: Sử dụng TLC kiểm tra, sau đó gom những hủ bi có vết tượng tự trên TLC Phân đoạn có chứa vết sản phẩm nghi ngờ được gom chung, loại bỏ dung môi và thu lại Những phân đoạn còn dính vết sản phẩm cùng tác chất sẽ được tiếp tục tinh sạch bằng sắc ký cột cho đến khi hết Gom hết các phân đoạn sạch qua các lần sắc ký cột, để tiến hành kiểm tra độ tinh sạch của sản phẩm bằng các phương pháp khác.

Các phương pháp kiểm nghiệm sản phẩm

2.3.1 Sắc ký lớp mỏng (Thin-Layer Chromatography - TLC)

Sắc ký lớp mỏng là một phương pháp dùng để tách và phân tích được một hợp chất trong một hỗn hợp chất, theo dõi tiến trình phản ứng hóa học, xác định dung môi phù hợp cho sự tách hỗn hợp chất bằng sắc ký cột Mặc khác, TLC còn phân tích và đánh giá được mức độ tinh sạch của sản phẩm sau khi tổng hợp Phương pháp này đơn giản, chi phí thấp, nhanh và cho một kết quả đáng tin Để thực hiện phân tích TLC, chủ yếu dựa vào hiện tượng hấp thu Trong đó, pha động là dung môi (hay hệ dung môi) di chuyển ngang qua pha tĩnh là một lớp chất hấp thu silica gel được tráng thành một lớp mỏng, phủ lên nền phẳng như tấm nhôm với kích thước 20´20 cm Sau đó, dùng bàn cắt cắt tấm TLC với kích thước phù hợp với bình giải ly Dùng bút chì kẻ nhẹ vạch xuất phát và vạch tiền tuyến dung môi Một lượng nhỏ hỗn hợp mẫu được chuẩn bị trước chấm lên bản mỏng cùng tác chất (mẫu lỏng: chấm trực tiếp lên bảng mỏng, mẫu rắn hoặc mẫu đặc: phải được hòa tan trong dung môi) Chuẩn bị một cây vi quản có đầu được kéo nhọn, dùng lấy mẫu, chấm nhẹ nhàng lên bề mặt tấm TLC, tránh làm trầy xước bề mặt (rửa sạch vi quản bằng dung môi hữu cơ sau mỗi lần sử dụng) Dùng ống đong pha hệ dung môi, cho vào bình giải ly Sau khi bình giải ly đã bão hòa dung môi, ta dùng kẹp gấp nhúng tấm TLC sao cho cạnh đáy của tấm TLC ngập trong dung môi giải ly từ 0,5-

Tuyệt đối chỉ thấm mẫu dưới vạch giới hạn trên bản mỏng TLC, sau đó đặt vào bình giải ly Quá trình dung môi dâng kéo các hợp chất trong mẫu lên theo thứ tự khác nhau Khi dung môi dâng đến vạch tiền tuyến, cách mép trên bản TLC 0,5 cm thì dừng lại, lấy bản TLC ra và quan sát Các hợp chất có màu sẽ được nhận biết trực tiếp bằng mắt thường để tạo thành một sắc ký đồ trên lớp mỏng.

Hình 2.1 Quá trình giải ly và phân tách bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng

Tuy nhiên, phần lớn các chất hữu cơ không có màu nên cần phải sử dụng phương pháp vật lý (tia tử ngoại UV: đèn chiếu tia UV 254 nm phát hiện được các hợp chất có thể hấp thu tia UV, các hợp chất có màu tối sẫm trên nền bản mỏng sáng, còn đèn chiếu tia UV 365 nm có thể phát hiện ra những chất có phát huỳnh quang, các hợp chất có màu sáng trên nền bản mỏng sẫm màu) Đại lượng đặc trưng cho mức độ di chuyển của chất phân tích là hệ số di chuyển R f được tính bằng tỷ lệ khoảng cách dịch chuyển của mẫu và khoảng cách dịch chuyển của dung môi:

Trong đó: a (cm) là khoảng cách từ vị trí điểm chấm mẫu đến tâm của vết mẫu sau khi giải ly, b (cm) là khoảng cách di chuyển của dung môi tính từ điểm chấm mẫu đến vết tiền tuyến (Hình 2.2)

Hình 2.2 Cách tính a, b trên sắc ký lớp mỏng

Hệ dung mỗi giải ly phù hợp, đạt chuẩn là hệ dung môi sao cho các vết chính chiếm vị trí

Hệ dung môi được sử dụng trong nghiên cứu là hỗn hợp n-hexane và EtOAc với nhiều tỷ lệ pha trộn khác nhau Mặc dù trị số Rf của các vết còn lại trên TLC nằm ngoài khoảng từ 0,25 đến 0,75, nhưng các vết này chỉ là vết phụ.

Nhiệt độ nóng chảy của một chất là nhiệt độ tại đó chất bắt đầu chuyển từ trạng thái rắn sang lỏng Các chất hữu cơ tinh khiết có khoảng nhiệt độ nóng chảy nhất định Do vậy, để biết được một chất có tinh khiết hay không dựa vào nhiệt độ nóng chảy của nó Chất kém tinh khiết có nhiệt độ nóng chảy thấp và khoảng nhiệt độ nóng chảy rộng hơn so với chất tinh khiết

Để xác định nhiệt độ nóng chảy của chalconoid, tiến hành nghiền mịn và nhồi mẫu vào ống mao quản Sau đó, cố định ống mao quản vào nhiệt kế và nhúng vào ống Thiele chứa glycerol Đun nóng ống Thiele trên ngọn đèn cồn và ghi lại nhiệt độ khi giọt chất lỏng đầu tiên xuất hiện (nhiệt độ nóng chảy) và khi toàn bộ chất rắn chuyển sang trạng thái lỏng Cuối cùng, đối chiếu nhiệt độ nóng chảy thực nghiệm với tài liệu tham khảo để xác định hợp chất mong muốn.

Hình 2.3 Đo nhiệt độ nóng chảy bằng ống thiele

2.3.3 Phương pháp phổ khối lượng (MS)

Phổ khối lượng là phương pháp xác định khối lượng phân tử của một hợp chất Khối phổ được đo trên máy LC-MSD-Trap-SL tại Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội

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

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance-NMR) Có 2 dạng được sử dụng thông thường là 1 H-NMR và 13 C-NMR Phổ 1 H-NMR (proton NMR) được dùng để xác định số lượng và loại nguyên tử hydrogen trong phân tử Phổ 13 C-NMR (carbon NMR) được dùng để xác định số lượng và loại nguyên tử carbon trong phân tử Nhờ thông tin từ phổ NMR ta có thể xác định cấu trúc và khung sườn carbon-hydrogen của một hợp chất Giúp nghiên cứu hiểu rõ về tính chất của hợp chất đó trong lĩnh vực hóa học và các nghành liên quan

Phổ 1 H-NMR và phổ 13 C-NMR trong nghiên cứu này được đo trên máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bruker Avance III spectrometer 600 MHz và 150 MHz tại Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội.

Phương pháp tổng hợp

Trong nghiên cứu này, chalconoid được tổng hợp bằng phương pháp ngưng tụ Claisen- Schmidt Phản ứng được nghiền trong cối thạch anh, xúc tác base là NaOH rắn, trong môi trường không dung môi, tại nhiệt độ phòng

2.4.1 Tổng hợp chất (E)-3-(3,4-difluorophenyl)-1-(3-fluorophenyl)prop-2-en-1-one (NA01)

Hợp chất NA01 được tổng hợp thông qua phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt giữa 3'-fluoroacetophenone và 3,4-difluorobenzaldehyde Phản ứng này diễn ra ở nhiệt độ phòng, không sử dụng dung môi và NaOH rắn được dùng làm chất xúc tác Tỷ lệ các chất phản ứng trong quá trình tổng hợp NA01 được thể hiện trong Bảng 2.3.

Bảng 2.3 Tỷ lệ các chất tham gia vào quy trình tổng hợp (NA01)

Phương trình phản ứng tổng hợp NA01 (Hình 2.4):

Hình 2.4 Phương trình phản ứng tổng hợp NA01

Đem cân 0,40 g NaOH (10,00 mmol) vào chày sứ, sau đó dùng micropipette nhỏ 0,61 mL 3'-fluoroacetophenone vào rồi tiến hành nghiền Trong quá trình nghiền, thêm vào từng giọt 0,55 mL 3,4-difluorobenzaldehyde, tiếp tục nghiền cho đến khi hỗn hợp dạng lỏng được hòa tan và trộn đều với nhau, tạo thành hỗn hợp đồng nhất Tiếp tục nghiền mịn liên tục trong 30-45 phút ở nhiệt độ phòng.

- Hiện tượng phản ứng: tác chất 3'-fluoroacetophenone ban đầu ở dạng lỏng không màu, khi cho vào NaOH rắn, hỗn hợp bắt đầu xuất hiện màu vàng kem, xúc tác NaOH rắn được thêm vào với mục đích tăng hiệu quả và tốc độ của quá trình phản ứng Trong quá trình nghiền, cho từ từ 3,4-difluorobenzaldehyde, hỗn hợp từ dạng lỏng dần sệt lại và cuối cùng chuyển thành dạng rắn, cứng, có màu vàng tươi (Hình 2.5)

Hình 2.5 Phản ứng tổng hợp NA01

- Kiểm tra phản ứng bằng TLC (Hình 2.6):

+ Hệ dung môi triển khai: n-hexane:EtOAc (85:15)

+ Vết so sánh: dung dịch 3'-fluoroacetophenone và 3,4-difluorobenzaldehyde

+ Phương pháp phát hiện: soi vết trong máy UV với bước sóng 254 nm và 365 nm

3,4FBd: 3,4-difluorobenzaldehyde M: Sản phẩm thô sau phản ứng

Hình 2.6 Kết quả TLC kết thúc phản ứng tổng hợp NA01

Sau khi kết thúc phản ứng, thu được hỗn hợp rắn Để làm sạch hóa chất trên thành cối, tráng sạch bằng nước cất Trung hòa hỗn hợp bằng dung dịch HCl 6 N, nhỏ từng giọt vào cối, khuấy nhẹ sau mỗi giọt Dùng giấy quỳ thử độ acid đến khi pH đạt giá trị mong muốn.

- Chiết: Chuyển toàn bộ hỗn hợp trong cối vào phễu chiết 250 mL Thêm 20 mL nước cất tráng sạch cối Tổng thể tích pha nước là 25 mL

- Hỗn hợp được chiết bằng dung môi dichloromethane (CH2Cl2, d = 1,33 g/mL)

+ Cách tiến hành: Chiết 3 lần với mỗi lần 30 mL CH2Cl2, lắc đều để hỗn hợp rắn cứng được hòa tan hoàn toàn trong dung môi CH2Cl2 và tách khỏi pha nước Tách lấy pha hữu cơ Gom pha hữu cơ sau 3 lần chiết, làm khan với muối Na2SO4 Sau đó tiến hành lọc bằng bơm áp suất

+ Kiểm tra dịch lọc bằng TLC Vết so sánh bao gồm: 2 tác chất ban đầu, dung dịch trong pha nước và pha hữu cơ trong dung môi CH2Cl2 (M) Quan sát TLC (Hình 2.7), sản phẩm thô đã tách hoàn toàn khỏi pha nước

Hình 2.7 Kiểm tra dịch lọc bằng TLC

- Đuổi hoàn toàn dung môi hữu cơ bằng máy cô quay chân không (45°C), thu được sản phẩm thô rắn

- Sắc ký cột: Tinh chế sản phẩm khô bằng sắc ký cột hệ n-hexane:EtOAc (90:10, 95:5) thu được phân đoạn sạch nghi ngờ là sản phẩm

- Kiểm tra tính chất hóa lý: phân đoạn sạch được đo nhiệt độ nóng chảy, đo các phổ MS, phổ NMR

2.4.2 Tổng hợp chất (E)-3-(3,4-difluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one (NA02)

Hợp chất NA02 được tổng hợp từ phản ứng giữa 4'-fluoroacetophenone với 3,4- difluorobenzaldehyde dựa theo cơ chế ngưng tụ Claisen-Schmidt diễn ra trong điều kiện không dung môi, tại nhiệt độ phòng với xúc tác base là NaOH rắn Tỷ lệ các chất trong quy trình tổng hợp (E)-3-(3,4-difluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one (NA02) được trình bày trong Bảng 2.4

Bảng 2.4 Tỷ lệ các chất tham gia vào quy trình tổng hợp (NA02)

Phương trình phản ứng tổng hợp NA02 (Hình 2.8):

Hình 2.8 Phương trình phản ứng tổng hợp NA02

- Cân 0,40 g NaOH (10,00 mmol) cho vào cối thạch anh, dùng micropipette hút 0,61 mL 4'-fluoroacetophenone cho vào, tiến hành nghiền Trong quá trình nghiền, thêm từ từ 0,55 mL 3,4-difluorobenzaldehyde, tiếp tục nghiền cho hỗn hợp lỏng được hòa tan và trộn đều, tạo ra một hỗn hợp đồng nhất Tiếp tục nghiền mịn liên tục trong 30-45 phút ở nhiệt độ phòng

- Hiện tượng phản ứng: Tác chất 4'-fluoroacetophenone ban đầu ở dạng lỏng không màu, khi cho vào NaOH rắn, hỗn hợp bắt đầu xuất hiện màu vàng nhạt, xúc tác NaOH rắn được thêm vào với mục đích tăng hiệu quả và tốc độ của quá trình phản ứng Trong quá trình nghiền, cho từ từ 3,4-difluorobenzaldehyde, hỗn hợp từ dạng lỏng dần sệt lại và cuối cùng chuyển thành dạng rắn, cứng, có màu vàng đậm (Hình 2.9)

Hình 2.9 Phản ứng tổng hợp NA02

- Kiểm tra phản ứng bằng TLC (Hình 2.10):

+ Hệ dung môi triển khai: n-hexane:EtOAc (85:15)

+ Vết so sánh: dung dịch 4'-fluoroacetophenone và 3,4-difluorobenzaldehyde

+ Phương pháp phát hiện: soi vết trong máy UV với bước sóng 254 nm và 365 nm

3,4FBd: 3,4-difluorobenzaldehyde M: Sản phẩm thô sau phản ứng

Hình 2.10 Kết quả TLC kết thúc phản ứng tổng hợp NA02

- Acid hóa: sau khi phản ứng kết thúc, thu được một hỗn hợp rắn Để làm sạch hóa chất trên thành cối, cho khoảng 3-5 mL nước cất vào cối để tráng sạch Sau đó hỗn hợp được trung hòa bằng dung dịch acid HCl 6 N, dùng pipet pasteur hút rồi nhỏ từng giọt vào cối

Sau mỗi giọt, lấy spatula khuấy nhẹ hỗn hợp và thử độ acid bằng giấy quỳ cho đến khi pH

- Chiết: Chuyển toàn bộ hỗn hợp trong cối vào phễu chiết 250 mL Thêm 20 mL nước cất tráng sạch cối Tổng thể tích pha nước là 25 mL

- Hỗn hợp được chiết bằng dung môi dichloromethane (CH2Cl2, d = 1,33 g/mL)

Chiết xuất chất rắn cứng bằng dung môi CH2Cl2 theo phương pháp chiết 3 lần, mỗi lần 30 mL Lắc đều để đảm bảo chất rắn hòa tan hoàn toàn trong CH2Cl2 và tách khỏi nước Gom và làm khan các pha hữu cơ sau khi chiết bằng muối Na2SO4 Cuối cùng, lọc hỗn hợp bằng bơm áp suất để tách lấy pha hữu cơ.

Kiểm tra dịch lọc bằng TLC cho thấy sản phẩm thô đã tách hoàn toàn khỏi pha nước Vết so sánh trên bản mỏng TLC gồm 2 tác chất ban đầu, dung dịch trong pha nước và pha hữu cơ trong dung môi CH2Cl2 Quan sát TLC (Hình 2.11), ta thấy các vết không trùng lặp, chứng tỏ sản phẩm thô đã được tách riêng khỏi pha nước.

Hình 2.11 Kiểm tra dịch lọc bằng TLC

- Đuổi hoàn toàn dung môi hữu cơ bằng máy cô quay chân không (45 °C), thu được sản phẩm thô rắn

- Sắc ký cột: Tinh chế sản phẩm khô bằng sắc ký cột hệ n-hexane:EtOAc (90:10, 95:5, 98:2) thu được phân đoạn sạch nghi ngờ là sản phẩm

- Kiểm tra tính chất hóa lý: phân đoạn sạch được đo nhiệt độ nóng chảy, đo các phổ MS, phổ NMR

2.4.3 Tổng hợp chất (E)-3-(3-fluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one (NA04)

Hợp chất NA04 được tổng hợp từ phản ứng giữa 4'-fluoroacetophenone với 3- fluorobenzaldehyde dựa theo cơ chế ngưng tụ Claisen-Schmidt diễn ra trong điều kiện không dung môi, tại nhiệt độ phòng với xúc tác base là NaOH rắn Tỷ lệ các chất trong quy trình tổng hợp (E)-3-(3-fluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one (NA04) được trình bày trong Bảng 2.5

Bảng 2.5 Tỷ lệ các chất tham gia vào quy trình tổng hợp (NA04)

Phương trình phản ứng tổng hợp NA04 (Hình 2.12):

Hình 2.12 Phương trình phản ứng tổng hợp NA04

- Cân 0,40 g NaOH (10,00 mmol) cho vào cối thạch anh, dùng micropipette hút 0,61 mL 4'-fluoroacetophenone cho vào, tiến hành nghiền Trong quá trình nghiền, thêm từ từ 0,53 mL 3-fluorobenzaldehyde, tiếp tục nghiền cho hỗn hợp lỏng được hòa tan và trộn đều, tạo ra một hỗn hợp đồng nhất Tiếp tục nghiền mịn liên tục trong 30-45 phút ở nhiệt độ phòng

KẾT QUẢ - BÀN LUẬN

Kết quả tổng hợp hợp chất NA01

3.1.1 Tính chất, nhiệt độ nóng chảy, hiệu suất tổng hợp

Hợp chất NA01 là tinh thể rắn màu trắng

Nhiệt độ nóng chảy của hợp chất NA01: Mp = 92-96 °C

Sắc ký lớp mỏng cho giá trị R f lần lượt là 0,43; 0,60; 0,77 tương ứng với hệ dung môi n- hexane:EtOAc giải ly với các tỷ lệ 95:5; 90:10 và 85:15, quan sát kết quả Hình 3.1

Hình 3.1 TLC hợp chất NA01 sau khi tinh sạch với hệ dung môi 95:5; 90:10; 85:15

Hiệu suất tổng hợp của hợp chất NA01 là: H = 46%

3.1.2 Biện luận giải phổ hợp chất NA01

Phổ MS của hợp chất NA01 (phụ lục 1) có mũi ion phân tử [M+H2O] + = 280,50 g/mol phù hợp với công thức phân tử C15H9F3O(M = 262,06 g/mol)

Phổ 1 H-NMR (phụ lục 2,3) của hợp chất NA01 cho thấy các tín hiệu từ vùng d7,20-7,85 ppm Đây là vùng cộng hưởng đặc trưng của các proton trên vòng thơm Hợp chất NA01 là sản phẩm dự kiến của phản ứng ngưng tụ giữa 3¢-fluoroacetophenone với 3,4- difluorobenzaldehyde

Từ giá trị tích phân tính được trên phổ đồ có 9 proton Tương ứng với cấu trúc dự đoán thì vòng A có 4 proton, vòng B có 3 proton, 2 proton còn lại của Ha, Hβ trong mạch 3C

Phổ đồ xuất hiện tín hiệu mũi đôi tại dH 7,38 (d, 3 J(H,H) = 16,2 Hz, 1H) ppm và dH 7,72 (d,

3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm là đặc trưng của 2 proton ghép với nhau ở vị trí trans Cấu trúc dự đoán là một dẫn xuất của chalcone Vì vậy, 2 proton này có thể quy cho tín hiệu của

Ha và Hβ trong cấu hình trans của nối đôi trong mạch 3C Tín hiệu proton tại dH 7,72 ppm được quy cho tín hiệu của Hβ do hiệu ứng của nhóm carbonyl gần đó giảm chắn làm tăng độ dịch chuyển hóa học của Hβ cao hơn so với Hα

Dựa vào phổ 1 H-NMR còn lại 7 proton tương ứng với 7 proton trên vòng thơm A và B của khung sườn chalconoid, nghĩa là mỗi vòng có 2 nhóm thế Vòng B có 2 nhóm fluoro (-F), là nhóm có khả năng đẩy điện tử vào vòng thơm nên các tín hiệu ở vùng từ trường cao trong khoảng 7,20-7,48 ppm ứng với tín hiệu của 3 proton trong vòng B Tín hiệu mũi ba ở 7,46 (t, 3 J(H,H) = 7,2 Hz, 1H) ppm được quy cho tín hiệu proton H2 Tín hiệu mũi đa tại 7,20- 7,25 (m, 1H) ppm được quy cho tín hiệu proton H5 Tín hiệu mũi đa tại dH 7,36-7,38 (m, 1H) ppm được quy cho tín hiệu của proton còn lại là H6.

3'-Fluoroacetophenone được sử dụng làm tác chất đầu Vì vậy, tín hiệu của proton H2' và

H6' được dự đoán sẽ cộng hưởng ở trường thấp vì hiệu ứng của nhóm carbonyl (>C=O) Hai nhóm thế của vòng A ở vị trí meta với nhau nên tín hiệu mũi đôi-đôi-đôi tại dH 7,7 (ddd,

3 J(H,H) = 9,0 Hz, 4 J(H,H) = 1,8 Hz, 1H) ppm được quy cho tín hiệu của proton H2¢ Tín hiệu proton H2¢ bị fluoro chẻ thành mũi đôi ở vị trí ortho với hằng số ghép là 3 J(H,H) = 9,0

Hz Tiếp tục bị chẻ bởi 2 proton ở vị trí meta là H4¢ và H6¢ với 4 J(H,H) = 1,8 Hz tạo thành mũi đôi-đôi-đôi như trên phổ đồ Tín hiệu mũi đa tại dH 7,48-7,52 (m, 1H) ppm được quy cho tín hiệu của proton H4¢ Tín hiệu cộng hưởng của proton H5¢ được quy là tín hiệu mũi ba-đôi tại dH 7,31 (td, 3 J(H,H) = 7,8 Hz, 4 J(H,F) = 2,4 Hz, 1H) ppm Tín hiệu cộng hưởng của proton H5¢ sẽ bị chẻ bởi 2 proton ở vị trí ortho là H4¢ và H6¢ với 3 J(H,H) = 7,8 Hz tạo thành mũi ba Tiếp tục proton H5¢ bị fluoro ở vị trí meta chẻ thành mũi đôi với 4 J(H,F) 2,4 Hz tạo thành mũi ba-đôi như trên phổ đồ Tín hiệu mũi ba-đôi tại dH 7,8 (td, 3 J(H,H) 7,8 Hz, 4 J(H,H) = 1,2 Hz, 1H) ppm được quy cho tín hiệu của proton H6¢ Proton H6¢ bị chẻ bởi proton ở vị trí ortho (so với H6¢) là H5¢ với 3 J(H,H) = 7,8 Hz Tiếp tục, tín hiệu bị chẻ thành mũi ba với 2 proton ở vị trí meta là H4¢ và H6՛ với 4 J(H,H) = 1,2 Hz để tạo thành mũi ba-đôi như trên phổ đồ

Phổ 13 C-NMR (CDCl 3 -150MHz) và phổ HSQC

Phổ 13 C-NMR của hợp chất NA01 (phụ lục 4, 5, 6) có 15 tín hiệu, tương ứng với 15C của cấu trúc dự đoán Tín hiệu dC 188,91 ppm có độ dịch chuyển hoá học cao là tín hiệu đặc trưng cho nhóm carbonyl (>C=O) Dựa vào phổ HSQC (phụ lục 7, 8) thì tín hiệu tại dC

122,39 ppm và tín hiệu tại dC 143,05 ppm lần lượt là tín hiệu đặc trưng của Cα và Cβ Tín hiệu còn lại từ 115,23-163,93 ppm là vùng cộng hưởng của các carbon vòng thơm và tín hiệu từng carbon được xác định thông qua sự tương quan trên phổ HSQC Dữ liệu phổ NMR và tương quan HSQC của hợp chất NA01 được trình bày trong Bảng 3.1

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp kết quả phân tích phổ NMR và HSQC của hợp chất NA01

Vị trí d H (ppm), J (Hz) d C (ppm) HSQC

(E)-3-(3,4-Difluorophenyl)-1-(3-fluorophenyl)prop-2-en-1-one

6¢ 7,8 (td, 3 J(H,H) = 7,8 Hz, 4 J(H,H) = 1,2 Hz, 1H) 124,17 C6¢ α 7,38 (d, 3 J(H,H) = 16,2 Hz, 1H) 122,39 Cα β 7,72 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) 143,05 Cβ

Dữ liệu phổ khối xác nhận hợp chất NA01 chính xác là (E)-3-(3,4-difluorophenyl)-1-(3-fluorophenyl)prop-2-en-1-one Cấu trúc hóa học của NA01 được thể hiện rõ ràng trong Hình 3.2, trùng khớp hoàn toàn với cấu trúc dự đoán ban đầu.

Kết quả tổng hợp hợp chất NA02

3.2.1 Tính chất, nhiệt độ nóng chảy, hiệu suất tổng hợp

Hợp chất NA02 là tinh thể rắn màu trắng

Nhiệt độ nóng chảy của hợp chất NA02: Mp = 117-121 °C

Sắc ký lớp mỏng cho giá trị R f lần lượt là 0,62; 0,71; 0,86 tương ứng với hệ dung môi n- hexane:EtOAc giải ly với các tỷ lệ 95:5; 90:10 và 85:15, quan sát kết quả Hình 3.3

Hình 3.3 TLC hợp chất NA02 sau khi tinh sạch với hệ dung môi 95:5; 90:10; 85:15

Hiệu suất tổng hợp của hợp chất NA02 là: H = 49%

3.2.2 Biện luận giải phổ hợp chất NA02

Phổ MS của hợp chất NA02 (phụ lục 9) có mũi ion phân tử [M+H] + = 244,1 g/mol phù hợp với công thức phân tử C15H9F3O(M = 262,06 g/mol)

Phổ 1 H-NMR (phụ lục 10, 11) của hợp chất NA02 cho thấy các tín hiệu từ vùng d7,10-8,10 ppm Đây là vùng cộng hưởng đặc trưng của các proton trên vòng thơm Tín hiệu mũi đôi tại dH 7,41 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm và dH 7,71 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm là đặc trưng của 2 proton ghép với nhau ở vị trí trans Hợp chất NA02 là sản phẩm ngưng tụ giữa 4¢-fluoroacetophenone và 3,4-difluorobenzaldehyde nên 2 proton này có thể quy cho tín hiệu của Ha và Hβ trong cấu hình trans của nối đôi trong mạch carbon 3C Ngoài ra, tín hiệu proton tại dH 7,71 ppm là của tín hiệu của Hβ do hiệu ứng của nhóm carbonyl

Từ các giá trị tích phân tính được trên phổ đồ có 9 proton Theo cấu trúc dự đoán thì vòng

A có 4 proton, vòng B có 3 proton và 2 proton Hα, Hβ trong mạch 3C

Tương tự như hợp chất NA01, vòng B có 2 nhóm fluoro (-F), đây là nhóm có khả năng đẩy điện tử vào vòng thơm nên các tín hiệu ở vùng từ trường cao trong khoảng từ 7,20-7,49 ppm ứng với tín hiệu của 3 proton trong vòng B Tín hiệu mũi đa xuất hiện tại dH 7,35-7,38 (m, 1H) ppm được quy cho tín hiệu của proton H2 Tín hiệu mũi ba ở 7,23 (t, 3 J(H,H) = 9,6

Hz, 1H) ppm được quy cho proton H5 Tín hiệu mũi đa tại dH 7,45-7,48 (m, 1H) ppm được quy cho tín hiệu của proton còn lại là H6

Dựa trên phổ 1 H-NMR thì còn lại 4 proton Đây là 4 proton của vòng A vì có 2 nhóm thế khác nhau ở vị trí para, nên proton H2¢ và H6¢ tương đương, H3¢ và H5¢ tương đương Ngoài ra, H2¢ và H6¢ bị ảnh hưởng của nhóm ketone nên dự đoán cộng hưởng ở trường thấp hơn so với H3¢ và H5¢ Hai tín hiệu mũi đôi xuất hiện tại dH 8,05 (d, 3 J(H,H) = 7,2 Hz, 2H) ppm được quy cho tín hiệu của proton H2¢ và H6¢ Tín hiệu mũi ba xuất hiện ở vùng dH 7,19(t,

3 J(H,H) = 6,6 Hz, 4 J(H,H) = 1,8 Hz, 2H) ppm được quy cho tín hiệu của proton H3¢ và H5¢

Phổ 13 C-NMR (CDCl 3 -150MHz) và phổ HSQC

Phổ 13 C-NMR của hợp chất NA02 (phụ lục 12, 13, 14) có 15 tín hiệu, tương ứng với 15C của cấu trúc dự đoán Tín hiệu dC 188,23 ppm có độ dịch chuyển hoá học cao là tín hiệu đặc trưng cho nhóm carbonyl (>C=O) Dựa vào phổ HSQC (phụ lục 15, 16) thì tín hiệu tại dC 122,43 ppm và tín hiệu tại dC 142,54 ppm lần lượt là tín hiệu đặc trưng của Cα và Cβ Tín hiệu còn lại từ 115,10-166,79 ppm là vùng cộng hưởng của các carbon vòng thơm và tín hiệu từng carbon được xác định thông qua sự tương quan trên phổ HSQC Dữ liệu phổ NMR và tương quan HSQC của hợp chất NA02 được trình bày trong Bảng 3.2

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp kết quả phân tích phổ NMR và HSQC của hợp chất NA02

Vị trí d H (ppm), J (Hz) d C (ppm) HSQC

Từ dữ liệu phổ trên, hợp chất NA02 là (E)-3-(3,4-difluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop- 2-en-1-one Cấu trúc hóa học của hợp chất NA02 được trình bày trong Hình 3.4 Điều này khẳng định cấu trúc dự đoán trùng khớp với cấu trúc thực tế

(E)-3-(3,4-Difluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one

Hình 3.4 Cấu trúc hoá học của hợp chất NA02

Kết quả tổng hợp hợp chất NA04

3.3.1 Tính chất, nhiệt độ nóng chảy, hiệu suất tổng hợp

Hợp chất NA04 là tinh thể rắn màu trắng

Nhiệt độ nóng chảy của hợp chất NA04: Mp = 80-81 °C

Sắc ký lớp mỏng cho giá trị R f lần lượt là 0,35; 0,65; 0,86 tương ứng với hệ dung môi n- hexane:EtOAc giải ly với các tỷ lệ 95:5; 90:10 và 80:20, quan sát kết quả Hình 3.5

Hình 3.5.TLC hợp chất NA04 sau khi tinh sạch với hệ dung môi 95:5; 90:10; 80:20 Hiệu suất tổng hợp của hợp chất NA04 là: H = 43%

3.3.2 Biện luận giải phổ hợp chất NA04

Phổ MS của hợp chất NA04 (phụ lục 17) có mũi ion phân tử [M-HF] - = 224,6 g/mol phù hợp với công thức phân tử C15H10F2O(M = 244,07 g/mol)

Phổ 1 H-NMR (phụ lục 18, 19) của hợp chất NA04 cho thấy tín hiệu từ vùng d7,10-8,10 ppm Dự kiến hợp chất NA04 là một dẫn xuất chalcone được tổng hợp từ 4¢- fluoroacetonephenone và 3-fluorobenzaldehyde

Phổ đồ xuất hiện tín hiệu mũi đôi tại dH 7,49 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm và dH 7,76 (d,

3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm là đặc trưng của 2 proton ghép với nhau ở vị trí trans Dựa vào cấu trúc dự đoán của sản phẩm tổng hợp thì 2 proton này có thể quy cho tín hiệu của

Ha và Hβ trong cấu hình trans của nối đôi >C=C< trong cầu nối mạch carbon 3C Tín hiệu proton tại dH 7,76 ppm được quy là của tín hiệu của Hβ do hiệu ứng của nhóm carbonyl gần đó giảm chắn làm tăng độ dịch chuyển hóa học của Hβ cao hơn so với Hα

Dựa vào phổ 1 H-NMR còn lại 8 proton tương ứng với 8 proton trên 2 vòng thơm A và B của khung sườn chalconoid Vòng B có 2 nhóm thế tại vị trí meta, trong đó fluoro là nhóm đẩy điện tử vào vòng thơm nên tín hiệu mũi đôi tại dH 7,35 (d, 3 J(H,H) = 10,8 Hz, 1H) ppm được quy cho tín hiệu proton của H2 Tín hiệu mũi đa của proton H4 tại dH 7,11-7,14 (m, 1H) ppm Tín hiệu mũi đa khoảng từ dH 7,38-7,42 (m, 2H) ppm được quy cho tín hiệu cộng hưởng của 2 proton H5 và H6

Vòng A có 2 nhóm thế khác nhau ở vị trí para nên proton H2¢ và H6¢ tương đương, H3¢ và

H5¢ tương đương H2¢ và H6¢ bị ảnh hưởng của nhóm ketone nên dự đoán cộng hưởng ở trường thấp hơn so với H3¢ và H5¢ Hai tín hiệu mũi đôi dH 8,05 (d, 3 J(H,H) = 7,2 Hz, 2H) ppm được quy cho tín hiệu của 2 proton H2¢ và H6¢ Tín hiệu mũi ba tại dH 7,23(t, 3 J(H,H)

= 7,8 Hz, 2H) ppm được quy cho tín hiệu của 2 proton là H3¢ và H5¢

Phổ 13 C-NMR (CDCl 3 -150MHz) và phổ HSQC

Phổ 13 C-NMR của hợp chất NA04 (phụ lục 20, 21, 22) có 15 tín hiệu, tương ứng với 15C của cấu trúc dự đoán Tín hiệu d 188,49 ppm có độ dịch chuyển hoá học cao là tín hiệu đặc trưng cho nhóm carbonyl (>C=O) Dựa vào phổ HSQC (phụ lục 23, 24) thì tín hiệu tại dC 122,76 ppm và tín hiệu tại dC 143,51 ppm lần lượt là tín hiệu đặc trưng của Cα và Cβ Tín hiệu còn lại từ 114,10-172,66 ppm là vùng cộng hưởng của các carbon vòng thơm và tín hiệu từng carbon được xác định thông qua sự tương quan trên phổ HSQC Dữ liệu phổ NMR và tương quan HSQC của hợp chất NA04 được trình bày trong Bảng 3.3

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp kết quả phân tích phổ NMR và HSQC của hợp chất NA04

Vị trí d H (ppm), J (Hz) d C (ppm) HSQC

(E)-3-(3-Fluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one

Từ dữ liệu phổ trên, hợp chất NA04 là (E)-3-(3,4-difluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop- 2-en-1-one Cấu trúc hóa học của hợp chất NA04 được trình bày trong Hình 3.6 Điều này khẳng định cấu trúc dự đoán trùng khớp với cấu trúc thực tế

Hình 3.6.Cấu trúc hoá học của hợp chất NA04

Kết quả tổng hợp hợp chất NA05

3.4.1 Tính chất, nhiệt độ nóng chảy, hiệu suất tổng hợp

Hợp chất NA05 là tinh thể rắn màu trắng

Nhiệt độ nóng chảy của hợp chất NA05: Mp = 100-104 °C

Sắc ký lớp mỏng cho giá trị R f lần lượt là 0,54; 0,68; 0,86 tương ứng với hệ dung môi n- hexane:EtOAc giải ly với các tỷ lệ 95:5; 90:10 và 85:15, quan sát kết quả Hình 3.7

Hình 3.7.TLC hợp chất NA05 sau khi tinh sạch với hệ dung môi 95:5; 90:10; 85:15 Hiệu suất tổng hợp của hợp chất NA05 là: H = 67%

3.4.2 Biện luận giải phổ hợp chất NA05

Phổ MS của hợp chất NA05 (phụ lục 25) có mũi ion phân tử [M+H] + = 244,90 g/mol phù hợp với công thức phân tử C15H10F2O(M = 244,07 g/mol)

Phổ 1 H-NMR (phụ lục 26, 27) của hợp chất NA05 cho thấy tín hiệu từ vùng d7,10-8,10 ppm Đây là vùng cộng hưởng đặc trưng của các proton trên vòng thơm Tín hiệu mũi đôi tại dH 7,43 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm và dH 7,79 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm là đặc trưng của 2 proton ghép với nhau ở vị trí trans Hợp chất NA05 là sản phẩm dự kiến của 4¢-fluoroacetonephenone và 4-fluorobenzaldehyde nên 2 proton này có thể quy cho tín hiệu của Ha và Hβ trong cấu hình trans của nối đôi >C=C< trong cầu nối mạch carbon 3C Tín hiệu proton tại dH 7,79 ppm được quy là của tín hiệu của Hβ do hiệu ứng của nhóm carbonyl gần đó giảm chắn làm tăng độ dịch chuyển hóa học của Hβ cao hơn so với Hα

Từ các giá trị tích phân tính được trên phổ đồ có 10 proton Theo cấu trúc dự đoán thì vòng

A có 4 proton, vòng B có 4 proton và 2 proton Hα, Hβ trong mạch 3C

Vòng B có 2 nhóm thế khác nhau ở vị trí para nên proton H2 và H6 tương đương, H3 và H5 tương đương Nhóm fluoro là nhóm đẩy điện tử vào vòng thơm nên H3 và H5 dự đoán cộng hưởng ở trường cao hơn so với H2 và H6 Hai tín hiệu mũi đôi dH 7,64 (d, 3 J(H,H) = 9,0 Hz,

2H) ppm được quy cho tín hiệu của 2 proton H2 và H6 Tín hiệu mũi ba tại dH 7,13(t, 3 J(H,H)

= 8,4 Hz, 2H) ppm được quy cho tín hiệu của 2 proton H3 và H5

Tương tự hợp chất NA02 và NA04, tín hiệu tại dH 8,05 (d, 3 J(H,H) = 7,2 Hz) là tín hiệu của H2C tương đương H6C và tín hiệu tại dH 7,18 (t, 3 J(H,H) = 8,4 Hz) là tín hiệu của H3C tương đương H5C của vòng A.

Phổ 13 C-NMR (CDCl 3 -150MHz) và phổ HSQC

Phổ 13 C-NMR của hợp chất NA05 (phụ lục 28, 29) có 15 tín hiệu, tương ứng với 15C của cấu trúc dự đoán Tín hiệu dC 188,63 ppm có độ dịch chuyển hoá học cao là tín hiệu đặc trưng cho nhóm carbonyl (>C=O) Dựa vào phổ HSQC (phụ lục 30, 31) thì tín hiệu tại dC

121,32 ppm và tín hiệu tại dC 143,74 ppm lần lượt là tín hiệu đặc trưng của Cα và Cβ Tín hiệu còn lại từ 115,10-166,81 ppm là vùng cộng hưởng của các carbon vòng thơm và tín hiệu từng carbon được xác định thông qua sự tương quan trên phổ HSQC Dữ liệu phổ NMR và tương quan HSQC của hợp chất NA05 được trình bày trong Bảng 3.4

Bảng 3.4.Bảng tổng hợp kết quả phân tích phổ NMR và HSQC của hợp chất NA05

Vị trí d H (ppm), J (Hz) d C (ppm) HSQC

Từ dữ liệu phổ trên, hợp chất NA05 là (E)-1,3-bis(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one Cấu trúc hóa học của hợp chất NA05 được trình bày trong Hình 3.8 Điều này khẳng định cấu trúc dự đoán trùng khớp với cấu trúc thực tế

(E)-1,3-Bis(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one

Kết quả tổng hợp hợp chất NU05

3.5.1 Tính chất, nhiệt độ nóng chảy, hiệu suất tổng hợp

Hợp chất NU05 là tinh thể rắn màu trắng

Nhiệt độ nóng chảy của hợp chất NU05: Mp = 103-105 °C

Sắc ký lớp mỏng cho giá trị R f lần lượt là 0,41; 0,46; 0,61 tương ứng với hệ dung môi n- hexane:EtOAc giải ly với các tỷ lệ 90:10; 85:15 và 80:20, quan sát kết quả Hình 3.9

Hình 3.9.TLC hợp chất NU05 sau khi tinh sạch với hệ dung môi 90:10; 85:15; 80:20 Hiệu suất tổng hợp của hợp chất NU05 là: H = 42%

3.5.2 Biện luận giải phổ hợp chất NU05

Phổ MS của hợp chất NU05 (phụ lục 32) có mũi ion phân tử [M-H] - = 255,60 g/mol phù hợp với công thức phân tử C16H13FO2 (M = 256,09 g/mol)

Phổ 1 H-NMR (phụ lục 33, 34) của hợp chất NU05 cho thấy tín hiệu từ vùng d3,86-8,06 ppm Hợp chất NU05 là sản phẩm dự kiến của phản ứng ngưng tụ giữa 4¢- fluoroacetonephenone và 4-methoxylbenzaldehyde nên tín hiệu mũi đơn tại dH 3,86 (s, 3H) ppm đặc trưng cho 3 proton của nhóm -OCH3

Ngoài ra, phổ đồ còn xuất hiện tín hiệu mũi đôi tại dH 7,38 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm và dH 7,81 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) ppm là đặc trưng của 2 proton ghép với nhau ở vị trí trans Dựa vào cấu trúc dự đoán của sản phẩm tổng hợp thì 2 proton này có thể quy cho tín hiệu của Ha và Hβ trong cấu hình trans của nối đôi trong mạch 3C Tín hiệu proton tại dH

7,81 ppm được quy là tín hiệu của Hβ do hiệu ứng của nhóm carbonyl gần đó giảm chắn làm tăng độ dịch chuyển hóa học của Hβ cao hơn so với Hα

Từ các giá trị tích phân tính được trên phổ đồ có 13 proton Tương ứng với cấu trúc dự đoán thì vòng A có 4 proton, vòng B có 7 proton và 2 proton của Ha, Hβ trong mạch 3C

Dựa vào cấu trúc dự đoán sản phẩm tổng hợp, trên vòng B có 2 nhóm thế ở vị trí đối xứng nên các proton ở vị trí H2 tương đương với H6, H3 tương đương với H5 Các proton trên vòng B sẽ dịch chuyển về vùng trường cao do sự ảnh hưởng của nhóm methoxy (-OCH3) ở vị trí para Ngoài ra, nhóm methoxy có khả năng đẩy điện tử vào vòng thơm, gây ra hiệu ứng chắn nên proton H3 và H5 được tăng chắn từ đó cộng hưởng ở trường cao hơn so với

H2 và H6 Tín hiệu mũi đôi tại dH 7,61 (d, 3 J(H,H) = 6,6 Hz, 2H) ppm được quy cho 2 proton

H2 và H6 Tín hiệu mũi đôi tại dH 6,95 (dd, 3 J(H,H) = 9,0 Hz, 2H) ppm được quy cho 2 proton H3 và H5

Vòng A dự kiến cộng hưởng vào vùng trường thấp hơn do ảnh hưởng của nhóm carbonyl (>C=O) Vòng A có hai nhóm thế khác nhau ở vị trí para, khiến cho proton H2¢ và H6¢ có hóa học khác nhau H2¢ được cộng hưởng mạnh hơn so với H6¢, nên H2¢ có độ chắn cao hơn H6¢ trong phổ NMR.

H6¢ tương đương, H3¢ và H5¢ tương đương Tuy nhiên, H2¢ và H6¢ bị ảnh hưởng của nhóm ketone nên dự đoán cộng hưởng ở trường thấp hơn so với H3¢ và H5¢ Hai tín hiệu mũi đôi dH 8,04 (d, 3 J(H,H) = 7,8 Hz, 2H) ppm được quy cho tín hiệu của 2 proton H2¢ và H6¢ Tín hiệu mũi ba tại dH 7,20(t, 3 J(H,H) = 8,4 Hz, 2H) ppm được quy cho tín hiệu của 2 proton

Phổ 13 C-NMR (CDCl 3 -150MHz) và phổ HSQC

Phổ 13 C-NMR của hợp chất NU05 (phụ lục 35, 36, 37) có 16 tín hiệu, tương ứng với 16C của cấu trúc dự đoán Tín hiệu tại dC 55,45 ppm đặc trưng cho nhóm -OCH3 Tín hiệu tại dC 188,91 ppm có độ dịch chuyển hoá học cao là tín hiệu đặc trưng cho nhóm carbonyl (>C=O) Dựa vào phổ HSQC (phụ lục 38, 39) tín hiệu tại dC 119,35 ppm và tín hiệu tại dC

Các tín hiệu đặc trưng của Cα và Cβ lần lượt là 144,93 ppm và 97,46 ppm Các tín hiệu cộng hưởng còn lại từ 114,50 ppm đến 166,36 ppm thuộc về các nguyên tử carbon thơm Sự phân tích tương quan HSQC đã giúp xác định từng tín hiệu carbon Dữ liệu này được tóm tắt trong Bảng 3.5.

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp kết quả phân tích phổ NMR và HSQC của hợp chất NU05

Vị trí d H (ppm), J (Hz) d C (ppm) HSQC

(E)-1-(4-Fluorophenyl)-3-(4-methoxyphenyl)prop-2-en-1-one β 7,81 (d, 3 J(H,H) = 15,6 Hz, 1H) 144,93 Cβ

Từ dữ liệu phổ trên, hợp chất NU05 là (E)-1-(4-fluorophenyl)-3-(4-methoxyphenyl)prop- 2-en-1-one Cấu trúc hóa học của hợp chất NU05 được trình bày trong Hình 3.10 Điều này khẳng định cấu trúc dự đoán trùng khớp với cấu trúc thực tế

Hình 3.10.Cấu trúc hóa học của hợp chất NU05 Đánh giá về sự ảnh hưởng của nhóm fluoro (được gắn vào các vị trí khác nhau) trên cấu trúc chalconoid lên hiệu suất tổng hợp và tính chất sinh học:

- Chalconoid đạt hiệu suất tốt phụ thuộc vào việc gắn nhóm fluoro ở các vị trí khác nhau Gắn nhóm fluoro vào vị trí meta có thể tác động đến cấu trúc và tính chất của chalconoid, tuy nhiên, ảnh hưởng đối với hiệu suất tổng hợp thường không đáng kể Ngược lại, gắn fluoro vào vị trí para có thể có tác động đáng kể đến hiệu suất tổng hợp của chalconoid vì các nhóm fluoro tại vị trí này có khả năng ảnh hưởng đến tốc độ các phản ứng hoặc gây ra những tác động không mong muốn đối với cấu trúc của chalconoid

Việc gắn các nhóm fluoro vào các vị trí khác nhau trên phân tử chalconoid đã cho thấy có thể làm tăng hiệu quả kháng khuẩn và kháng nấm của chúng Ngoài ra, sự thay đổi vị trí của các nhóm fluoro cũng ảnh hưởng đến khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư của chalconoid thông qua những tương tác liên quan đến quá trình này.

- 05 dẫn xuất chalconoid chứa fluoro được tổng hợp thành công từ các dẫn xuất acetophenone và các dẫn xuất benzaldehyde bằng phương pháp nghiền, trong điều kiện không dung môi, xúc tác NaOH rắn tại nhiệt độ phòng

- Cấu trúc hóa học của các chất tổng hợp được xác định bằng phổ 1 H-NMR, 13 C-NMR, HSQC và MS

- Công thức cấu tạo của 05 hợp chất NA01, NA02, NA04, NA05, NU05 được trình bày dưới Hình 4.1

(E)-3-(3,4-Difluorophenyl)-1-(3-fluorophenyl)prop-2-en-1-one

(E)-3-(3,4-Difluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one

Hình 4.1 Các dẫn xuất chalconoid được tổng hợp trong luận văn

Kiến nghị Để tìm kiếm thêm các dẫn xuất chalconoid mới, đề tài có thể mở rộng bằng cách sử dụng các dẫn xuất acetophenone và benzaldehyde khác nhau Ngoài ra, theo định hướng của nhóm nghiên cứu, hoạt tính in vitro kháng a-glucosidase cần được thử nghiệm Tuy nhiên, do gặp khó khăn về kinh phí và thời gian trong quá trình đặt hoá chất nên luận văn chỉ mới dừng lại ở kết quả tổng hợp 05 dẫn xuất trên Trong thời gian tới, nếu có điều kiện thuận lợi thì em sẽ tổng hợp thêm các dẫn xuất của chalconoid và thực hiện sàng lọc hoạt tính in vitro kháng a-glucosidase.

(E)-3-(3-Fluorophenyl)-1-(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one

(E)-1,3-Bis(4-fluorophenyl)prop-2-en-1-one

(E)-1-(4-Fluorophenyl)-3-(4-methoxyphenyl)prop-2-en-1-one