Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Tổng hợp một số dẫn xuất của 3-Aminoccoumarin

LỜI MỞ ĐẦUCùng với tốc độ phát triển ngày càng nhanh của các ngành khoa học kỹ thuật nói chung và hóa học nói riêng, các hợp chất hữu cơ mà đặc biệt là các dị vòng ngày càng được quan tâ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

GVHD: TS NGUYEN TIẾN CÔNG

SVTH: NGUYÊN HỒ BẢO TUYÊN

KHÓA: 2009-2013

Tp Hồ Chí Minh - tháng 5 năm 2013

MỤC LỤC

LOT 070008 -+‹-£Œ«£Œ£ à ,HHHỤH)H)H,,à , 5

CHƯƠNG | TONG QUAN 7 7

I1 KHÁI QUÁT VỀ COUMARIN -sssesesrrereerrrrrerrrrrrre 8

1.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TONG HỢP COUMARIN 10

I3 ỨNG DUNG CUA COUMARIN cccccvctrroreertrrtrervrrrrrrrree 12

1.4 MỘT SỐ PHAN ỨNG CHUYỂN HÓA CUA 3-AMINOCOUMARIN

" Ô ,H,HpHHẬH) ,ÔỎ 15

EHƯGNGII “THƯẾNGHỮM ee 21

II.1 TỐNG HỢP 3-AMINOCOUMARIN pevssssssssssssseessneesnstsnsetnnnesnessnnnennesnnesvnt 22

II.1.1 Tổng hợp acetylglycine (1) «eeeiiiiiiiiriiriie 22

II.1.1.1 Phương trình phản ứng ceeessrrrrrrrrie 22

TUG) Hôn chẾbceeeaaiỷeaaeaaiỷaaaaaaỷeaaaroasrneserisoassrsisnu 22

II.1.3 Téng hợp 3-aminocoumarin (3} e«ecsecsceerererreeerree 24

II.1.3.1 Phương trình phản ứng eSSeeiiirrriee 24

PEAS) GG CRN E500 T00 VN g 24II1:3:3: Cách tiến HànicssesssenneoenskioEressEtiniioiElEBEi11401080185010860iE888.08818 24

1.2 TONG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CUA 3-AMINOCOUMARIN 24

1I.2.2.2 Hóa Chiất ss 6-56 65 E9 Y3 SS9eESS SE EYvEvxeeeyxvxeervsrsre 25

I3 ee a {7 ẽẰẼŸẽẼẽằẽẴẰằmằẽẰa 7a ằẴằẽẰ sẽ 25 11.2.3 Tổng hợp N-(coumarin-3-yl)pivalamide 27

11.2.3.1 Phương trình phản ứng « HH, 27

IL2:3.2: Hóa ChẤ:esseesnneeenisieeonBoniiopntioEoetoiiiiiotboGiiiS6i40001650000.00016.08S.-0Đ 27

II.2.3.3 Cách tiến hành -«-«ceenA0121211211121121.EEEtrtrrardee 27

1.3 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG KHUAN CUA CAC DẪN XUẤT CUA

3-AMINOCOUMARIN 2222222 LH ECEE7112111111214E.2711.1711111111011 xrEtrrrrtee 27

l4 NGHIÊNCỨU CẤU TRÚC.s.s<=eeỶ==seess==eeeesnsn=smeei 28

[4.1 Nhiệt độ nóng chảy vceecsseerirerrirrsrrkrrerrersrtke 28

11.4.3 Phé cộng hưởng từ proton (tH-NMR) -ccecsececee 28

I.4.4 Phổ khối lượng phân giải cao (HR-MS) e«e 28

CHƯƠNG III KET QUA VÀ THẢO LUẬN 52522 222tr 29

TIL TỔỐNGHỢP3-AMINOCOUMARIN «ĂSS=ieesee 30

II.1.1 Tổng hợp acetylglycine (1) ccccccceeeessserrrrrrrre 30

IIH.1.1.1 Phương trình phan ứng Hee 30

[II1.1.2 Cơ chế phản ỨHE:issecccccsneoeoeeeeeoiionohtioitotitioioiidiioiig8.00155 30

II.1.2 Tổng hợp 3-acetylaminocoumarin (2) e.ex.xe 30

II.1.2.1 Phương trình phản ứng ««««ceeereeseeererrrrrsrreee 30

III.1.2.2 Cor chế phản ứng, « «H111 00 ren 31 HIE1:2:3: oe 32

II.1.2.3.1 Phổ hồng ngoại của (2) s.iiiiee 32

III.1.2.3.2 Phổ cộng hưởng từ proton (!H-NMR) của (2) 33II.1.3 Tổng hợp 3-aminocoumarin (3) e‹e-s-cceccrseveeecee 34

IIH.1.3.1 Phương trình phản ứng series 34 III.1.3.2 Cor chế phản ứng, s6 5252sveetsEEELSvveetrtsEkkrsrrrrrrrvrvserree 34

III.1.3.3 Nghiên cứu cấu trÚC evseiiiierireiriiririee 36

III.1.3.3.1 Phổ hồng ngoại của (3) eeeeeeeeveveerrrrrree 36

III.1.3.3.2 Phổ cộng hưởng từ proton (:H-NMR) của hợp chất (3) 37

111.2 TONG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CUA 3-AMINOCOUMARIN 38

II.2.1 Tổng hợp 1-(coumarin-3-yl)-3-phenylthiourea (4) 38

IHII.2.1.1 Phương trình phản ứng «e5, 38

III.2.1.2 Cơ chế phản ứng ceeeeirrrrrrrrrrree 38

III.2.1.3 Nghiên cứu cấu trÚC vvecsetsresrtervvvvvrerseersetrrorrrre 39

ILZ.1.3.1 Phẩồngngoại của (4 )csssseeieaaeeeeeeseeenonsee 39III.2.1.3.2 Phổ cộng hưởng từ proton (tH-NMR) của hợp chất (4) 40III2.2 Tổng hợp các hợp chất N-(coumarin-3-yl)carbonamide 41

HI.2.2.1 Phương trình phan ứng csc<csssxeeervresrkerrrkrrerrkee 41

III.2.2.2 Cơ chế phản tring sssssssssssssesssssssssssssssesssssssesssssessssssassssnensessssssssseeneesesnees 41 III.2.2.3 Nghiên cứu cấu trÚC se cv+vveeesetsrvvvaereresrvrvoersee 42

II.2.2.3.1 Phổ hồng ngoại (IR) ccesiereiree 42

II.2.2.3.2 Phổ cộng hưởng từ proton (tH-NMR) 44II.2.2.3.3 Phổ HR-MS của hợp chat (Sa) «co 48

11.3 TOM TAT KET QUA PHAN TÍCH PHO HỒNG NGOẠI VÀ PHO CONG

HUONG TỪ PROTON CUA CÁC HỢP CHẤT 2 si: E221 50

III4 KHAO SÁT HOẠT TÍNH KHANG KHUAN CUA CÁC DẪN XUẤT CUA

3-AMINOCOUMARIN HH HH rH10.11111111e de 52

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT s-csccereeeerreetrrirrrrroe 54

TÀI LỆU THAM KHẢO: cöcseneeeenesseiseesiinhiesiEiiiiiBEEBEBIHDS3.LG800.000.G18E38.0 56

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với tốc độ phát triển ngày càng nhanh của các ngành khoa học kỹ

thuật nói chung và hóa học nói riêng, các hợp chất hữu cơ mà đặc biệt là các dị

vòng ngày càng được quan tâm nghiên cứu do những ứng dụng hết sức quan trọng mà chúng mang lại Các hợp chất dị vòng có mặt ở hầu hết các lĩnh vực của đời sống như: y học, nông nghiệp, công nghiệp,

Coumarin là một loại đị vòng benzopyrone - một nhóm chất ưu việt tồn tại

trong tự nhiên cũng như nhân tạo đã và đang được quan tâm nghiên cứu bởi

khả năng ứng dụng của chúng trong kỹ thuật cũng như trong y học Các sản

phẩm 3- aminocoumarin N-thế được thấy có một số tác dụng sinh học như:

kháng khuẩn, ức chế sự phát triển của côn trùng, chống dị ứng, tác động lên hệ

thần kinh trung ương; bên cạnh đó, một số hợp chất đã được sử dụng như

thuốc chống ung thư [7] Novobiocin - một dẫn xuất của 3-benzamidocoumarin

là chất kháng sinh đã được cấp phép dé điều trị các bệnh nhiễm trùng và hiệu

quả của nó đã được xác nhận trong thử nghiệm lâm sàng.

Ngoài ra, 3-aminocoumarin N-thé còn thể hiện nhiều tính chất quang hóa

và đã được sử dụng để đánh dấu huỳnh quang

Từ những ứng dụng quan trọng của hợp chất 3-aminocoumarin, chúng tôi

thực hiện đề tài “Tổng hợp một số dẫn xuất của 3-aminocoumarin”

* Khảo sát tinh chất vật lý (trạng thái, nhiệt độ nóng chảy, mau sắc,

dung môi kết tỉnh ) của các hợp chất tổng hợp được

* Nghiên cứu cấu trúc của các chất tổng hợp được.

#4 Thăm dò hoạt tính kháng khuẩn với 2 chủng vi khuẩn Escherichia

coli va Bacillus subtilis.

Phương pháp nghiên cứu

e Nghiên cứu tải liệu.

¢ Thực nghiệm tông hợp các chất.

e Nghiên cứu cấu trúc của các hợp chất thông qua phô hỏng ngoại (IR),

phô cộng hưởng từ proton ('H-NMR) và phô khối lượng phân giải cao

HR-MS.

e Thực nghiệm thăm do hoạt tinh khẳng khuẩn.

CHUONG I TONG QUAN

1.1 KHÁI QUÁT VE COUMARIN

Coumarin (2H-chromen-2-one) là một loại của hợp chat benzopyrone, tôntại trong thực vật được biết từ năm 1820 trong hạt của cây Dipteryx odorata

Willd thuộc họ đậu Cây này mọc ở Brazil, có trồng ở Venezuela và còn có tên

địa phương là “coumarou”, do đó mà có tên coumarin Hợp chất benzopyronegồm một vòng benzen kết hợp với một vòng pyrone, có hai loại thường gặp là

benzo-œ-pyrone thường được gọi la coumarin và benzo-y-pyrone thường được

gọi chromone.

Benzo-a-pyrone Benzo-y-pyrone

Phân tích tia X cho thấy coumarin có cấu tạo gần như phẳng.

1368

Độ dai liên kết tính bang pm (1pm = 101m)

Ở trang thái tự nhiên, coumarin là một chất kết tinh không mau, dé thăng

hoa và có mùi thơm Ở dạng kết hợp glycosid thì có thé tan trong nước, ở dang

aglycon thì dé tan trong dung môi kém phân cực.

Coumarin tồn tại nhiều trong các loài thực vật: Cỏ mực, Ba dét, Man tưới,

Bạch chi, Tiền hồ, Ammi visnaga, Sai đất, Mù u, Hoàng ky, Cúc La Mã, Qué

được sử dung rộng rãi trong các loại nước hoa, các ngành công nghiệp mỹ

phẩm, nông nghiệp và dược phẩm Một số dẫn xuất coumarin đã được tổng hợp

để phục vụ cho điều trị bệnh tim mạch, lão hóa, tính chất kháng khuẩn và

quang Hóa học của coumarin ngày càng được quan tâm phát triển thêm nhiềusản phẩm hữu ích.

L2 MỘT SÓ PHƯƠNG PHÁP TÓNG HỢP COUMARIN

Coumarin có thể được tống hợp bằng các phản ứng cổ điến như phản ứng

Perkin, Pechmann hoặc Knoevenagel Thời gian gần đây, các phản ứng để tổnghợp các hợp chất dị vòng thuận lợi hơn được quan tâm là phản ứng Wittig,

Kostanecki-Robinson và Reformatsky [9, tr.38-45].

> Các phản ứng Perkin, Knoevenagel, Reformatsky, Kostanecki-Robinson

và phản ứng Wittig đều có sự tham gia của vòng benzen có hai nhóm thế

(-COR và -OH) ở vị trí ortho:

thường sử dụng trong phản ứng là base, hoặc hỗn hợp của amine và acid

carboxylic, hoặc acid Lewis trong môi trường đồng thể Khi sử dụng xúc tác là

acid malonic hoặc pyridine thì gọi là sự kết hợp Doebbner.

« Phan ứng Wittig

Ban đầu là sự tạo thành alkene nhờ phản ứng giữa hợp chat carbonyl với

phosphonium ylide, alkene tiếp tục thực hiện chuyến hóa đóng vòng dé tạo hợp

Phan ứng Reformatsky là sự ngưng tụ giữa aldehyde hoặc ketone với

a-halo ester có mặt xúc tác kém tạo thành 8-hydroxy ester Trong điều kiện phản

ứng thích hợp sẽ xảy ra quá bình đóng vòng tạo coumarin.

Một phương pháp dé tông hợp vòng coumarin rat có giá trị là phan ứng

Pcchmann Trong phan ứng này, vòng coumarin được tạo thanh nhờ sự ngưng tụ

giữa phenol với B-ketoesters có mặt xúc tác acid Phản ứng giữa ester acetoacetate

và dẫn xuất thường được gọi là phản ứng Pechmann-Duisberg.

Phản ứng được thực hiện giữa aryl halogenua hoặc phenol với alkyne ở nhiệt

độ phòng cùng với sự đóng vòng nội phân tử sẽ tạo thành coumarin.

1.3 UNG DUNG CUA COUMARIN

Aflatoxin là độc tố vi nấm sản sinh tự nhiên bởi một số loài Aspergillus - là một loại nấm mốc, đáng chú ý nhất là Aspergillus flavus va Aspergillus

parasiticus Các aflatoxin (B1, B2, G1, G2, M1, M2) là một nhóm các chất độc cấptính và là tác nhân gây ung thư Sau khi thâm nhập vào cơ thể, các aflatoxin có

thể được gan chuyển hóa thành dạng trung gian epoxit hoạt hóa hoặc được

thủy phân và trở thành M1 ít độc hơn Aflatoxin B1 đã được tổng hợp từ

5-benzyloxy-4-methyl-7methoxy coumarin Các hợp chất này đều chứa khung

coumarin trong phân tử.

Meo, 0 Le)

BN Me

Kháng sinh nhóm coumarin như novobiocin, coumermycin Al va clorobiocin

là chat ức chế mạnh enzyme DNA gyrase Các kháng sinh nay đã được phân lập từ các loài Streptomyces khác nhau và tất cả đều chứa gốc 3-amino-4- hydroxycoumarin Novobiocin đã được cấp phép ở Mỹ đề điều trị cho người nhiễm

vi khuân gram dương như Staphylococcus aureus, S epidermidis Novobiocin và

các dan xuất của nó cũng đã được nghiên cứu như thuốc chống ung thư tiềm năng

[3.7].

Novobiocin

Một trong những sắc tổ mau vàng được phan lập từ các tuyến mùi hương của

hải ly đã được xác định là urolithin-A và urolithin-B Alternariol

(3,4-benzocoumarin) là chất kháng khuân đầu tiên được phân lập từ nam Alternaria

tenus Benzocoumarins autumnariol và autumnarrmiol phân lập từ củ hảnh tạo

thành các thành phần hương vị của Shilajit Furocoumarin glapalol và coumasterol

cũng đã được cô lập Sự tích tụ và biến đôi đồng thời của các hợp chất được gọi là

phytoalexin (rotenonones, stemonone và stemonal) trong quá trình chuyền hóa được

cho la cơ chế kháng bệnh ở thực vật [11].

Bảng 1.1 Hoạt tính sinh học của coumarin

Hợp chât Hoạt tính sinh học

Glycosides coumarin thơm mang C-2 | Chông đái thao đường va sắt trùng

và nhóm thé C-3-alkoxy

Uc chế sinh tông hợp leukotriene trong

7-(Bromomethy])-4-(furan-3- điều trị đau thắt ngực, ngăn ngừa sự

vÏ)coumarin hình thành của dịch bệnh xơ vữa động

“Dan xuất bis-4-hydroxycoumarin Chéng déng mau

Dan xuat 6-hydroxy-3,4- Chống lão hóa, lam trang da

dihydrocoumarin

Bang 1.2 Ung dung quang của coumarin

Hợp chat Ứng dụng

(dicthylamino}coumarin acid carboxylic trong ap suat chat long

cao Chromatography

Dan xuat 7-amino-4-hydroxymethyl Lam long acid butyric y-amine (GABA)

coumarin để điều tra các mach than kinh trong mô

Axit N-(cacbonyl coumarin-3-y])-œ- Danh dau huynh quang cho cac acid

amino amine va dipeptides.

1.4 MOT SO PHAN UNG CHUYEN HOA CUA 3-AMINOCOUMARIN

Muhammed Abd Khadom da tién hanh chuyén héa 3-aminocoumarin quahai giai đoạn: Giai đoạn một là giai đoạn tạo thành bốn hop chat base Schiff nhờ

phản ứng ngưng tụ giữa 3-amino coumarin (1) với aldehyde thơm Giai đoạn

hai là phản ứng giữa base Schiff (2a-đ) với 4-hydroxy coumarin để tạo thành

Các hợp chất (2a-d) và (3a-d) đều đã được thăm dò hoạt tinh sinh học và

cho kết quả kháng tốt với một số vi khuẩn như Staphylococcus aureus, Bacillus

subtilis, Bacillus cereus, Psedomonase aeruginosa Ngoài ra các hợp chất trên con

kháng một số loài nam như Aspergillus niger, Penicillium italicum, Fusarium

oxysporum, [I0] Sir dụng thuốc kháng sinh Amoxicillin làm tiêu chuẩn cho vi

khuẩn và Mycostatin là tiêu chuan cho nam Kết quả đo đường kính kháng khuẩn, kháng nắm (mm) của các hợp chat này được biểu dién ở bảng 1.3 và 1.4.

Bảng 1.3 Hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất (2a-d) và (3a-d)

Các tác giả M A Al-Haiza, M S Mostafa va M Y El-Kady đã tiễn hành cho

3-aminocoumarin (1) phan ứng với benzoylÌ isothiocyanate tạo thành coumarinyl)-N-benzoylthiourea (2) Từ (2) lại tiếp tục chuyển hóa thành dẫnxuất 2-thioxo-1,3,5-trihydropyrimidine-4,6-dione (3) hoặc thiazolidin-4-one

3-(3'-(4) Alkyl hóa (1) tạo thành hợp chất (5), (7a-b) và base Shiff (8a-đ) [8]

Hy Pen

benzyl cloride > FNGhN :

ci PHCOCNS

Tất cả các hợp chat được thử hoạt tính khang khuẩn với vi khuẩn Gram

dương (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Bacillus cereus) và vi khuẩn

Gram am (Pseudomonas aurignosa, Echerichia coli,Enterobacter aerogenes) cũng

như một số chủng nấm (Aspergillus niger, Penicillium italicum, Fusarium

oxysporum) bang phuong phap loc dia giay sau khi hòa tan trong

N,N-dimethylformamide với nồng độ là Img/ml Sử dụng thuốc kháng sinh Amoxicillin

làm tiêu chuan cho vi khuẩn và Mycostatin là tiêu chuẩn cho nam ở nông độ

Aminocoumarin ngày cảng được quan tâm nghiên cứu, trong do nhiều công trình sử đụng 3-aminocoumarin như là chất chia khóa dé chuyển hóa thành nhiều hợp chất có ứng dụng như hợp chất amide, azometine, các dẫn xuất chứa dị

vòng Nhiều hợp chat đã được chứng minh là có tính kháng khuẩn, kháng nam,

kháng u, chống đông máu, chống viêm; một số dan xuất được sử đụng làm phụ gia cho thực phẩm và mỹ phẩm [10] Vì những ứng dụng mà các dẫn xuất của 3-amino

coumarin mang lại, chúng tôi quyết định chọn đẻ tài “Téng hợp một số dẫn xuất

cua 3-aminocoumarin”.

CHƯƠNG II

THỰC NGHIÊM

4 Các hợp chất chứa dị vòng 3-aminocoumarin và dẫn xuất của nó được chúng

tôi tông hợp theo sơ đồ phản ứng sau:

- 14,5 gam (0,14 mol) anhydride acetic

5,0 gam (0,06 mol) glycine

1.1.1.3 Cách tiến hành

Cho 14,5 gam anhydride acetic (0,14 mol) vào dung dịch chứa 5,0 gam

glycine (0,06 mol) trong 75 ml nước Khuấy hỗn hợp phản ứng 20 phút ở nhiệt

độ thường rồi để 24 giờ trong tủ lạnh Lọc lấy kết tủa tách ra, rửa bằng nước

lạnh Để khô thu lấy sản phẩm dưới dang chất ran màu trang.

Sản phẩm được dùng trực tiếp để tổng hợp 3-acetylaminocoumarin mà

không cần tinh chế thêm

IIL12.2 Hóa chat

- 5,0 gam (0,043 mol) acetylglycine

- 12,2 gam (0,1 mol) salicylaldehyde

(0,049 mol) Dun hồi lưu hỗn hop phan ứng 6 giờ Dé nguội hỗn hợp phản ứng,

thêm 10 ml nước và tiếp tục đun hồi lưu hỗn hợp trong 30 phút Lọc lấy chất

rắn tách ra, rửa bang diethyl ether Để cho ether bay hơi hết rồi mang kết tinh

trong ethanol.

Sản phẩm thu được là tỉnh thể hình kim màu cam, nhiệt độ nóng chảy là200-203°C (phù hợp với tài liệu [12]) Hiệu suất phản ứng đạt 50,72%

II.1.3.2 Hóa chat

5,0 gam (0,024 mol) 3-acetylaminocoumarin

để nguội, thêm nước và trung hòa hỗn hợp phản ứng bằng natri hydrocarbonat.

Làm lạnh, lọc lấy chất rắn tách ra, kết tỉnh lại trong ethanol.

Sản phẩm thu được là tỉnh thể hình kim màu trắng ngà, nhiệt độ nóng

chảy là 127°C (phù hợp với tài liệu [12]) Hiệu suất phản ứng đạt 55%

H.2_ TONG HỢP MOT SO DAN XUẤT CUA 3-AMINOCOUMARIN

- Ethanol

1.2.1.3 Cách tiễn hành

Hoà tan 1,16 gam 3-aminocoumarin (0,01 mol) trong ethanol rồi cho

thêm 1,35 gam phenyl isothiocyanate (0,01 mol) Dun cách thuỷ hỗn hợp trong

4 giờ rồi để nguội Lọc lấy chất ran tách ra, kết tinh lại trong dioxane : ethanol.

Để khô thu lấy tỉnh thể dưới dạng hình kim, màu vàng nhạt có nhiệt độ nóng

II2.2.2 Hóa chat

0,805 gam (0,005 mol) 3-aminocoumarin

- 0,543 gam (0,005 mol) ethyl carbonochloridate

0,41 gam (0,005 mol) natri acetate khan

- 5ml Dioxan

II2.2.3 Cách tiến hành

Vừa lắc vừa nhỏ từ từ dung dịch lạnh của 0,543 gam ethyl

carbonochloridate (0.005 mol) trong 5 ml dioxan vào dung dịch lạnh chứa

phẩm dưới dang chất ran màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 156,4-157°C Hiệu

suất phản ứng đạt 74,5%

II2.3.2 Hóa chat

0,805 gam (0.005 mol) 3-aminocoumarin

- 0,603 gam (0,005 mol) isobutyl chloride

0,41 gam (0,005 mol) natri acetate khan

- 5Sml Dioxan

1.2.3.3 Cách tiến hành

Vừa lắc vừa nhỏ từ từ dung dịch lạnh của 0,603 gam isobutyl chloride

(0.005 mol) trong 5,0 ml đioxan vào dung dịch lạnh chứa 0,805 gam

3-aminocoumarin (0,005 mol) và 0,41 gam natri acetate khan (0,005 mol) trong

10 ml dioxan Tiếp tục lắc thêm 1 giờ ở nhiệt độ thường rồi đun nóng ở 70-80°C

trong 1 giờ nữa Sau khi để nguội, đổ hỗn hợp phản ứng vào 100 ml nước đá

vụn Lọc lấy kết tủa tách ra, kết tỉnh lại trong ethanol : nước Để khô thu được

sản phẩm dưới dạng chất ran màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 124,1-124,4°C.

Hiệu suất phản ứng đạt 40,89%.

11.3 KHAO SAT HOAT TINH KHANG KHUAN CUA CAC DAN

XUAT CUA 3-AMINOCOUMARIN

Việc thăm đò hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chat được thực hiện tại

phòng thí nghiệm Vi sinh, khoa Sinh học, trường Dai học Sư phạm Thành phố Hồ

Chí Minh.

Các thí nghiệm khảo sát tính kháng khuân với 2 loại khuân Escherichia coli và

Bacillus subtilis được tiên hành như sau: Nấu môi trường MPA bao gồm các thành phần: 5 gam cao thịt, 5 gam peptone, 5 gam natri clorua khan, 20 gam agar và

1000 ml nước cất Khuay đều và nau hỗn hợp đến khi sệt lai, hap hỗn hợp trong nỗi

áp suất D6 hỗn hợp lần lượt lên các đĩa petri trong tủ cấy vô trùng, để yên trong

24 giờ Cay trải vi khuân Escherichia coli va Bacillus subtilis lên môi trường MPA

trong dia petri, dùng khoan nút chai khoan một lỗ giữa đĩa Hút 0,1 ml chất ở các

nông độ 1% và 2% cho vào 16 khoan Dat mau trong tủ lạnh từ 4-8 giờ, ủ ở nhiệt độ

phòng 24 giờ sau đó đo đường kính vô khuân D-d (mm) Trong đó:

- D đường kính vòng vô khuẩn chất khảo sát (mm)

- dla đường kính vô khuẩn của dung môi hòa tan (mm)

I.4 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC

11.4.1 Nhiệt độ nóng chảyNhiệt độ nóng chảy của các chất được đo bằng máy SMP3 ở phòng thực

hành Hóa đại cương, khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí

Minh.

11.4.2 Phổ hồng ngoại (IR)Phố hồng ngoại (IR) của các chất được đo trên máy Shimadzu FTIR-8400S

theo phương pháp ép viên với KBr tại Khoa Hóa học, Trường Đai học Sư phạm

thành phố Hồ Chí Minh

I.4.3 Phổ cộng hưởng từ proton (H-NMR)

Phố !H-NMR của các chất được đo trên máy Bruker Avance 500MHz

(dung mồi DMSO) tại Viện Hóa học, Viện Khoa học va Công nghệ Việt Nam.

11.4.4 Phổ khối lượng phân giải cao (HR-MS)

Phố HR-MS của các chất được đo trên may Bruker micrOTOF-Q 10187 tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Dai học Quốc gia thành pho Hồ Chí Minh.

CHUONG III

KET QUA

VA THAO LUAN

HI.1 TONG HỢP 3-AMINOCOUMARIN

IH.1.1 Tổng hợp acetylglycine (1)

1.1.1.1 Phương trình phản ứng

o 0 0HA“ coon Ï ` —> 2v Xe: + CH;COOH

q)

LII.1.1.2 Cơ chế phản ứng

Giai đoạn quyết định của phản ứng tạo thành acetylglycine (1) xảy ra theo

cơ chế cộng nucleophile vào carbon carbonyl: nguyên tử nitơ trong glycine

đóng vai trò tác nhân nucleophile tấn công vào carbon carbonyl trong

anhydride acetic Sau đó xảy ra sự tách loại CHzCOOH để tao sản phẩm cuối

HII.1.2.2 Cơ chế phan ứng

Theo tài liệu [2], đầu tiên cặp electron trên nguyên tử oxi ở chức phenol

của hợp chất salycilandehyde đóng vai trò tác nhân nucleophile tấn công vào

carbon carbonyl trong hợp chất acetylglycine Sau đó tách loại một phân tử

metylen linh động của (1°) để tao carbanion Carbanion tân công vào carbon

carbonyl để khép vòng nội phân tử, sau đó tách nước để tạo thành sản phẩm (2).

Trên pho IR của hợp chat (2) xuất hiện các pic hap thụ ở 3331 cm” đặc trưng

cho dao động hóa trị của liên kết N-H, pic hấp thụ ở 1709 em” là của liên kết C=O

lacton, ở 1682 cm” là của liên kết C=O amide.

IH.1.2.3.2 Phổ cộng hưởng từ proton (H-NMR) của (2)

Về cường độ tín hiệu, trên phổ !H-NMR cho thấy có tống cộng 9 protonđược tách thành các tín hiệu với cường độ tương đối 3: 1: 1:1:1:1: 1 phùhợp với cấu trúc dự đoán của (2)

Trong vùng từ trường mạnh xuất hiện một tín hiệu singlet với cường độ

tương đối bang 3 và độ chuyển dich 6 = 2,17 ppm được quy kết là tín hiệu của

proton H?° trong nhóm methyl.

Trong vùng từ trường yếu xuất hiện một tín hiệu singlet với cường độ

tương đối bằng 1 và độ chuyển dịch 6 = 9,76 ppm là tín hiệu của proton H9

trong nhóm amide.

Do H1 không có tương tac spin - spin với proton nào nên tín hiệu singlet

với cường độ tương đối bằng 1 và độ chuyển dich 6 = 8,61 ppm được quy kết

là của proton H‡,

Trên phổ !H-NMR còn xuất hiện cụm tín hiệu trong khoảng 7,32+7,71

ppm là vùng tín hiệu đặc trưng cho các proton của vòng thơm Trong vòng

coumarin, di tố O đấy electron làm mật độ electron ở H® và H® cao hơn mật độ electron tại H5 và H7, nên tín hiệu của proton Hé và H° dich chuyển về trường

mạnh hơn so với proton H và H” Giữa proton H° và H® có tương tac spin - spin tương đương giữa proton H7 và Hé, do đó proton H° sẽ cho tín hiệu doublet -

doublet với cường độ tương đối bằng 1 và độ chuyển dich 6 = 7,33 ppm (3); =

3J¿ = 7,5 Hz) Proton H® tương tác spin - spin với proton H”, do đó tín hiệu

doublet với cường độ tương đối bằng 1 và độ chuyển dich = 7,39 ppm (3J =

8,0 Hz) được quy kết là của proton H® Hai tín hiệu còn lại ở trường yếu hơn là của proton H5 và proton H7 Proton HŠ tương tác spin - spin với proton Hé và H7

nên tín hiệu thu được là doublet - doublet Như vậy, độ chuyển dịch

ổ = 7,70 ppm (3J = 7,5 Hz, */ = 1,0 Hz) với cường độ tương đối bằng 1 là của

proton HS Cuối cùng tín hiệu doublet - doublet - doublet với độ chuyển dịch

& = 7,50 ppm (3/1 = 7,5 Hz, 3/2 = 8,0 Hz, 4/ = 1,0 Hz) được quy kết là của

proton H’.

3-Aminocoumarin được tông hợp theo phương pháp mà tải liệu [12] đã mô tả.

111.1.3.1 Phương trình phản ứng

N20 HCI Me

H ›oZNÀ®s 7% o~ So

(3)

LII.1.3.2 Cơ chế phản ứng

Theo tài liệu [Š, tr 678], quá trình thay phan amide (2) thành amine trong môi trường acid xảy ra qua Š giai đoạn:

Giai đoạn J: quá trình proton hóa của oxygen carbonyl tao cation trung gian

bền vững nhờ hiệu ứng cộng hưởng Vai trò của proton trong giai đoạn này la

proton hóa oxygen của nhóm carbonyl, làm tăng tính electrophile của carbon

carbonyl.

NL số : KR ð

Giai đoạn 2: phân tử nước đóng vai trò là tác nhân nucleophile tân công vào

Giai đoạn 3: sự chuyên vị proton giữa oxi và nitơ trong môi trường acid.

Giai đoạn 5: nguyên từ nito của amine với cặp electron tu do đóng vai trò tac

nhân nucleophile tan công vào acid đẻ lay proton, chuyển amine thành ion NH,* bên vững trong môi trường acid.

oa

*ˆ

Sy Ch F o o

HIL 1.3.3 Nghiên cứu cấu trúc

11L.1.3.3.1 Phd hồng ngoại của (3) Trên phô IR của hop chất (3) xuất hiện hai pic hap thu ở 3428 em” và

3329 cm” đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết N-H (đối xứng và bat đối

xứng) trong nhóm NH;, pic hấp thụ ở 1709 em” là của liên kết C=O lacton Khi so

“

we c v.v ‘ox Om “om x Bea ° ox

Hình 3.3: Phổ hồng ngoại của hợp chat (3)

IH.1.3.3.2 Phổ cộng hưởng từ proton H-NMR) của hợp chất (3)

Về cường độ tín hiệu, trên phổ 1H-NMR cho thấy có tống cộng 7 proton

được tách thành các tín hiệu với cường độ tương đối 2: 1: 2: 1: 1 phù hợp với

cấu trúc dự đoán của (3)

Tín hiệu singlet với cường độ tương đối bằng 2 và độ chuyển dịch

= 5/70ppm là tín hiệu của proton H? trong nhóm amine Tín hiệu của

proton trong nhóm N-H ở hợp chất (3) đã dịch chuyển về trường mạnh hơn sovới hợp chất (2) Điều này xảy ra là do trong hợp chất (3) đã mất đi nhóm C=0

là nhóm rút electron kế cận nhóm N-H, vì thế mật độ electron tai N-H trong hợp chất (3) cao hơn mật độ electron tại N-H trong hợp chất (2).

Một tín hiệu singlet nữa với cường độ tương đổi bằng 1 và độ chuyển dich

ổ = 6,71 ppm được quy kết là của proton H1 So với hợp chất (2) tín hiệu của

proton H* trong hợp chất (3) đã chuyển dịch về trường mạnh hơn Trong hợp

chất (2) và (3), proton H* đều bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng +R của nhóm N-H và

hiệu ứng -R của nhóm C = O lacton, nhưng tại (2) hiệu ứng +R còn ảnh hưởng

lên nhóm C=O amide làm cho mật độ electron bị giải tỏa bớt nên tín hiệu phổ dịch chuyển về trường yếu; còn tại (3) hiệu ứng +R chỉ tập trung vào H* lam

mật độ eletron tăng lên, vì thé mà tín hiệu phổ của H1 dịch chuyển về trường

mạnh.

Trên phổ !H-NMR còn xuất hiện cụm tín hiệu trong khoảng 7,18+7,42

ppm là vùng tín hiệu đặc trưng cho các proton của vòng thơm.

Tín hiệu doublet - doublet với cường độ tương đối bằng 1 và độ chuyển

dịch 6 = 7,41 ppm (3/ = 7,0 Hz, 4/ = 2,0 Hz) ứng với proton H5.

Tín hiệu doublet - doublet với cường độ tương đối bang 1 và độ chuyển

dịch 6 = 7,27 ppm (3J = 8,5 Hz, 4/ = 2,0 Hz) ứng với proton Hồ.

Tín hiệu multiplet với cường độ tương đối bằng 2 và độ chuyển dịch

& = 7,21 ppm được quy kết là proton (H4, H’)