khóa luận tốt nghiệp tổng hợp một số hợp chất amide chứa dị vòng 1,3,4 oxadiazole là dẫn xuất của acid salicylic

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT AMIDE CHỨA DỊ VÒNG 1,3,4-OXADIAZOLE LÀ DẪN XUẤT CỦA ACID SALICYLIC SVTT: Nguyễn Thị Thúy Hiền MSSV: K38.106.043 GVHD: PGS.TS Nguyễn Tiến Cơng Tp Hồ Chí Minh 5-2016 MỤC LỤC MỤC TIÊU - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MỤC TIEU DỀ TAI .6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐẠI CƯƠNG VỀ ACID SALICYLIC VÀ DẪN XUẤT 1.1 CẤU TẠO 1.2 Điều chế 1.3 Một số phản ứng chuyển hóa từ acid salicylic ứng dụng 1.3.1 Phản ứng nhóm OH [15] .8 1.3.2 Phản ứng nhóm COOH [15] 1.3.3 Phản ứng phần nhân thơm .11 GIỚI THIỆU VỀ HỢP CHẤT ARYL-1,3,4-OXADIAZOL-2-THIOL 15 2.1 Đặc điểm cấu trúc 15 2.2 Phương pháp tổng hợp dị vòng 1,3,4-oxadiazole 16 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 21 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP .21 THỰC NGHIỆM 21 2.1 Tổng hợp methyl salicylate (2) 21 2.1.1 Phương trình phản ứng: 21 2.1.2 Hóa chất 21 2.1.3 Cách tiến hành 21 2.1.4 Kết 21 2.2 Tổng hợp methyl 2-hydroxy-5-iodobenzoate (3) 22 2.2.1 Phương trình phản ứng .22 2.2.2 Hóa chất 22 2.2.3 Cách tiến hành 22 2.2.4 Kết 22 2.3 Tổng hợp 2-hydroxy-5-iodobenzohydrazide (4) 23 2.3.1 Phương trình phản ứng .23 2.3.2 Hóa chất 23 2.3.3 Cách tiến hành 23 2.3.4 Kết 23 2.4 Tổng hợp 5-(2-hydroxy-5-iodophenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-thiol (5) 23 2.4.1 Phương trình phản ứng .23 2.4.2 Hóa chất 23 2.4.3 Cách tiến hành 24 2.4.4 Kết 24 2.5 Tổng hợp số amide chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazole (6a-b) 24 2.5.1 Phương trình phản ứng: 24 2.5.2 Hóa chất 24 2.5.3 Cách tiến hành 25 2.5.4 Kết 25 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ 25 3.1 Xác định nhiệt độ nóng chảy 26 3.2 Phổ hồng ngoại (IR) 26 3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR 2D NMR) 26 3.4 Hoạt tính kháng khuẩn 26 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 TỔNG HỢP METHYL SALICYLATE (2) .27 TỔNG HỢP METHYL 2-HYDROXY-5-IODOBENZOATE (3) 28 2.1 Cơ chế phản ứng .28 2.2 Phân tích cấu trúc 29 TỔNG HỢP 2-HYDROXY-5-IODOBENZOHYDRAZIDE (4) 30 3.1 Cơ chế phản ứng 30 3.2 Phân tích cấu trúc 31 TỔNG HỢP 5-(2-HYDROXY-5-IODOPHENYL)-1,3,4-OXADIAZOL-2-THIOL (5) 32 4.1 Cơ chế phản ứng 32 4.2 Phân tích cấu trúc 33 4.2.1 Phổ hồng ngoại (IR) .33 4.2.2 Phân tích phổ cộng hưởng từ proton 1H-NMR .34 4.2.3 Phổ khối lượng MS 35 4.2.4 Phổ 13C-NMR 36 TỔNG HỢP N-ARYL-2-{[5-(2-HYDROXY-5-IODOPHENYL)-1,3,4-OXADIAZOL-2YL]THIO}ACETAMIDE (6A-E) 37 5.1 Cơ chế phản ứng 37 5.2 Phân tích cấu trúc 37 5.2.1 Phổ hồng ngoại (IR) .40 2.2 Phổ 1H-NMR,13C-NMR, HMBC, HSQC hợp chất (6a-e) 41 5.5.3 Phổ MS hợp chất (6a-e) 52 THĂM ĐĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC .52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 54 KẾT LUẬN 54 ĐỀ XUẤT 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 60 PHỤ LỤC : PHỔ 13C-NMR CỦA HỢP CHẤT (6A) 60 PHỤ LỤC : PHỔ 13C-NMR GIÃN RỘNG CỦA HỢP CHẤT (6A) .61 PHỤ LỤC : PHỔ 13C-NMR CỦA HỢP CHẤT (6B) .62 PHỤ LỤC 4: PHỔ 13C-NMR GIÃN RỘNG CỦA HỢP CHẤT (6B) .63 PHỤ LỤC : PHỔ 13C-NMR CỦA HỢP CHẤT (6C) .64 PHỤ LỤC : PHỔ 13C-NMR GIÃN RỘNG CỦA HỢP CHẤT (6C) 65 PHỤ LỤC 7: PHỔ 13C-NMR CỦA HỢP CHẤT (6D) .66 PHỤ LỤC : PHỔ 13C-NMR GIÃN RỘNG CỦA HỢP CHẤT (6D) 67 PHỤ LỤC : PHỔ 13C-NMR CỦA HỢP CHẤT (6E) 68 PHỤ LỤC 10 : PHỔ 13C-NMR GIÃN RỘNG CỦA HỢP CHẤT (6E) .69 PHỤ LỤC 11: PHỔ HSQC CỦA HỢP CHẤT (6A) 70 PHỤ LỤC 12: PHỔ HMBC CỦA HỢP CHẤT (6A) 71 PHỤ LỤC 13: PHỔ HSQC CỦA HỢP CHẤT (6C) 72 PHỤ LỤC 14: PHỔ HMBC CỦA HỢP CHẤT (6C) 73 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian năm học tập giảng đường trường Đại Học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh, với lịng u nghề tận tâm truyền đạt thầy cô giúp em tích lũy nhiều kiến thức kĩ cần thiết sống Lời em xin chân thành cám ơn đến thầy PGS.TS Nguyễn Tiến Cơng - thầy trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em để hồn thành khóa luận tốt nghiệp thật tốt Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy, Cơ Khoa Hóa học- trường Đại học Sư phạm TP.Hồ Chí Minh, ln bảo,khuyến khích hỗ trợ em nhiều suốt bốn năm học tập trường, giúp em tiếp thu nhiều kiến thức kỹ cần thiết để trang bị cho tương lai phía trước Em xin cám ơn gia đình anh chị, bạn bè, bạn sinh viên mơn "Tổng hợp hữu cơ" khóa K38, K39; anh chị học viên cao học môn hữu hỗ trợ, động viên tận tình giúp đỡ em quãng thời gian vừa qua Tuy nhiên, thời gian khả có hạn nên khóa luận khơng tránh thiếu sót, em mong nhận góp ý chân thành Thầy Cơ bạn để khóa luận trở nên hồn chỉnh Cuối em xin kính chúc quý thầy cô lời chúc sức khỏe hạnh phúc Em xin chân thành cám ơn ĐẶT VẤN ĐỀ Acid salicylic số dẫn xuất từ lâu biết tới hợp chất có khả giảm đau, hạ sốt, …: Aspirin có tác dụng hạ sốt, Ethenzamide có tác dụng giảm đau, chống viêm Một số nghiên cứu gần cho thấy dẫn xuất acid salicylic có khả kháng vi sinh vật tốt [1-2] Đặc biệt dẫn chất iodosalicylanilide có tác dụng kháng khuẩn mạnh nhiều chủng Streptococcus faecalis, Staphylococcus aureus, (tác dụng yếu Escherichia coli Pseudomonas aeruginosae) [3] Bên cạnh đó, hóa học dị vịng ngày phát triển mạnh mẽ Việc tổng hợp nghiên cứu hợp chất dị vòng thu hút ý nhiều nhà hóa học Người ta quan tâm đến dị vịng khơng tính chất lí hóa học đặc biệt mà cịn ứng dụng quan trọng chúng thực tiễn Các hợp chất dị vòng dạng aryl1,3,4-oxadiazole nghiên cứu nhiều hóa học hữu Có nhiều yếu tố kích thích quan tâm đến hợp chất Một là, nhờ có phổ hoạt tính sinh học rộng, dẫn xuất aryl-1,3,4-oxadiazol dùng y học để diệt khuẩn, chống nấm mốc, làm thuốc giảm đau, kháng viêm gần đây, nghiên cứu để thay thuốc có gốc nucleozit ức chế phát triển khối u virus HIV giai đoạn I [4-6] Hai là, nhóm SH có khả hoạt động hóa học cao, hợp chất dùng làm nguyên liệu đầu tổng hợp hữu [7-8] Một vài cơng trình gần đề cập đến việc tổng hợp dẫn xuất acid 5-iodosalicylic [9-10] Tuy nhiên, hợp chất amide chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazole dẫn xuất acid 5-iodosalicylic cịn chưa thấy đề cập đến Chính tính hữu ích axit salicylic hợp chất aryl-1,3,4-oxadiazone mà tiến hành thực đề tài : Tổng hợp số hợp chất amide chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazole dẫn xuất acid salicylic MỤC TIÊU - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Mục tiêu đề tài • Tổng quan tài liệu dẫn xuất acid salicylic hợp chất chứa dị vòng 1,3,4-oxadiazole • Nghiên cứu quy trình chuyển hóa acid salicylic tổng hợp amide có chứa dị vịng 1,3,4-oxadiazole • • Thực nghiệm tổng hợp số dẫn xuất Nghiên cứu cấu trúc chất tổng hợp qua phương pháp vật lí đại phổ IR, MS, 1H-NMR, 13C-NMR, 2D NMR • Thực nghiệm đánh giá sơ hoạt tính kháng khuẩn số hợp chất amide Phương pháp nghiên cứu • • Tổng hợp tài liệu ngồi nước có liên quan Tổng hợp phương pháp biết có cải tiến cho phù hợp với phịng thí nghiệm Hóa hữu cơ, khoa Hóa Học, trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh • • Tinh chế chất phương pháp: chưng cất, kết tinh… Sử dụng phương pháp phổ IR, MS, 1H-NMR, 13 C-NMR, nghiên cứu cấu trúc • Thử hoạt tính kháng khuẩn hợp chất tổng hợp 2D NMR để CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Đại cương acid salicylic dẫn xuất 1.1 Cấu tạo Acid salicylic chiết xuất từ liễu, chất sử dụng rộng rãi tổng hợp hữu Ngồi cô lập từ thân thảo mộc (cây trân châu mai ulmaria) nhà nghiên cứu Đức năm 1839 [11] Một số tính chất acid salicylic [12,13] Acid salicylic Tên gọi Acid 2-hydroxybenzoic Công thức phân tử C7H6O3 Khối lượng phân tử Trạng thái, màu sắc, mùi vị Nhiệt độ sơi Nhiệt độ nóng chảy Tỉ khối pKa 138,12g.mol-1 dạng hình kim, khơng màu, khơng mùi, vị chua 2110C 1590C 1,422 g/cm3 2,98 13,6 (pKa1 pKa2 200C) Tan nước (0,2g 100g nước 200C) Độ tan tan tốt số dung môi hữu methanol, ethanol, ether… 1.2 Điều chế Phản ứng natri phenolate với khí carbonic áp suất cao (100 atm) nhiệt độ cao (3900K) - phương pháp Kolbe-Schmitt - tạo thành natri salicylate Sau acid hóa muối acid sulfuric thu acid salicylic: moiety as microbial agents, Der Pharma Chemica, Vol 5(4), pp 126-130 (2013) [25] Afaf H El-masry, H H Fahmy and S H Ali Abdelwahed Synthesis and Antimicrobial Activity of Some New Benzimidazole Derivatives, Molecules, 5, pp 142956 1438 (2000) [26] Weiming Xu, Jiang He, Ming He, Feifei Han, Xuehai Chen, Zhaoxi Pan, Jian Wang and Maoguo Tong Synthesis and antifungal activity of novel sulfone derivatives containing 1,3,4-oxadiazole moieties, Molecules, pp 9129-9141 (2011) [27] Nguyễn Thị Sơn Tổng hợp tính chất số axetamidoaryl-1,3,4-oxadiazol-2thiol, Luận án Tiến Sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, trang 1-35 (2012) [28] Sharma S., Sharma P K, Kumar N, Dudhe R A Review: Oxadiazole Their Chemistry and Pharmacological Potentials, Der Pharma Chemical, Vol 2(4), pp 253-263 (2010) [29] Nguyễn Minh Thảo Hoá học hợp chất dị vòng, NXB Giáo dục, trang 83 (2004) [30] K Ajay Kumar, P Jayaroopa, G Vasanth Kumar Comprehensive Review On The Chemistry Of 1,3,4- Oxadiazoles And Their Applications, International Journal of Chem Tech Research, Vol.4, No.4, pp 1782-1791 (2012) [31] Rahul V Patel, PareshK Patel, Premlata Kumari, DhanjiP Rajani KishorH Chikhalia Synthesis of benzimidazolyl-1,3,4-oxadiazol-2-ylthio-N-phenyl (benzothiazolyl) acetamides as antibacterial, antifungal and antituberculosis agents, European Journal of Medicinal Chemistry, vol 53, pp 1-11 (2012) [32] Lưu Văn Bôi, Nguyễn Thị Sơn, Đào Thị Nhung Điều chế tính chất 5-(5- Axetamido-2-Hidroxiphenyl)-1,3,4-Oxadiazol-2-Thiol, Tạp chí Khoa học Khoa học Tự Nhiên Công Nghệ - Đại Học Quốc Gia Hà Nội, số 24, trang 1-8 (2008) [33] Đặng Như Tại, Ngô Thị Thuận (dịch) Tổng hợp hóa học hữu Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, trang 312-314 (1982) [34] Từ Minh Thạnh Giáo trình hóa học hữu 1, Trường ĐHSP TP Hồ Chí Minh, trang 76-77 (2006) 57 PHỤ LỤC OH N N O SCH2CONH CH3 I Phụ lục 1: Phổ 13C-NMR hợp chất (6a) 58 OH N N O SCH2CONH CH3 I Phụ lục : Phổ 13C-NMR giãn rộng hợp chất (6a) 59 OH N N O SCH2CONH I Phụ lục 3: Phổ 13C-NMR hợp chất (6b) 60 OH N N O SCH2CONH I Phụ lục 4: Phổ 13C-NMR giãn rộng hợp chất (6b) 61 OH N N O SCH2CONH NO I Ph ụ lục 5: Ph ổ 13 C N M R củ a hợp chất (6c) 62 OH N N O SCH2CONH NO I Phụ lục : Phổ 13C-NMR giãn rộng hợp chất (6c) 63 OH N N O SCH2CONH OCH2CH3 I Phụ lục 7: Phổ 13C-NMR hợp chất (6e) 64 OH N N O SCH2CONH OCH2CH3 I Phụ lục : Phổ 13C-NMR giãn rộng hợp chất (6e) 65 H C 2a N OH N 10 11 12 13 14 15 O S C H 1 C O N H P h ụ l ụ c : P hổ NMR hợp chất (6f) 66 H C 2a N OH N 10 11 12 13 14 15 O SC H2 CO NH 1