Nghiên cứu tổng hợp một số thiosemicarbazon của quinolin 4(1h) on thế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN      Phạm Mai Chi NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ THIOSEMICARBAZON CỦA QUINOLIN-4(1H)-ON THẾ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN     Phạm Mai Chi NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ THIOSEMICARBAZON CỦA QUINOLIN-4(1H)-ON THẾ Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Cán hướng dẫn: TS Trần Thị Thanh Vân GS.TS Nguyễn Đình Thành Hà Nội – Năm 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, trước tiên cho em gử i lời cảm ơn chân thành tới TS Trần Thị Thanh Vân GS.TS Nguyễn Đình Thành đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn bảo em suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Thầy, cô môn Hoá Hữu Cơ, anh chị, bạn em phòng Tổng Hợp Hữu Cơ I tạo điều kiện, động viên, trao đổi giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Hà Nội, tháng 12 năm 2015 Học viên Phạm Mai Chi CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT 13 C NMR : 13C-Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13) DMSO-d6 : Dimethyl sulfoxide deuteri hóa Đnc : Điểm nóng chảy IR : Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) MS : Mass Spectrometry (Phổ khối lượng) H-1H COSY : 1H-1H Correlated Spectroscopy (Phổ tương quan 1H-1H) H NMR :1H-Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) HMBC : Heteronuclear Multiple Bond Coherence (Phổ tương tác xa 13C-1H) HSQC :Heteronuclear Single Quantum Correlation (Phổ tương tác gần H) δ : Độ chuyển dịch hóa học PPA : Axit polyphotphoric 13 C- MỞ ĐẦU Từ thời xa xưa, người ta biết điều chế sử dụng số hợp chất hữu đời sống như: giấm, chất màu hữu cơ, rượu etylic Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật nói chung hoá học nói riêng, hoá học tổng hợp hợp chất hữu ngày phát triển nhằm tạo hợp chất phục vụ cho đời sống người, đặc biệt chất có hoạt tính sinh học cao thể người sinh vật Các hợp chất ngày trở nên có ý nghĩa quan trọng áp dụng vào lĩnh vực y học chữa trị bệnh hiểm nghèo, nâng cao sức khỏe cho người động vật Như biết, quinolin-4(1H)-on hợp chất hữu từ dẫn xuất quinolon với hoạt tính sinh học cao, chẳng hạn chống viêm, kháng nấm, kháng khuẩn, có thuốc chống co giật, giảm đau [6, 17]…Ngoài dẫn xuất quinolon sử dụng chất xúc tác, chất ức chế ăn mòn, chất bảo quản Đây hợp chất trung gian trình tổng hợp chất có hoạt tính sinh học cao Chính hợp chất nhà khoa học nghiên cứu gắn thêm nhóm khác để hợp chất có hoạt tính sinh học đa dạng phong phú Một số dẫn xuất quinolon phân lập từ thiên nhiên, tổng hợp theo phương pháp tổng hợp toàn phần Người ta biết rằng, thiosemicarbazon họ hợp chất quan trọng có nhiều hoạt tính sinh học đa dạng khả kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virut, chống ung thư [9], chống sốt rét, ức chế ăn mòn chống gỉ sét [11,19] Sở dĩ họ thiosemicarbazon monosaccaride có hoạt tính sinh học có hợp phần phân cực monosaccaride làm cho hợp chất dễ hoà tan dung môi phân cực nước, ethanol…Ngoài ra, dẫn xuất thiosemicarbazon có khả tạo phức với nhiều kim loại Những phức chất có hoạt tính sinh học hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virut chống ung thư Mặt khác, dẫn xuất carbohydrat hợp chất quan trọng có mặt nhiều phân tử sinh học acid nucleic, coenzym, thành phần cấu tạo số virut, số vitamin nhóm B Do đó, hợp chất chiếm vị trí đáng kể y dược học mà đóng vai trò quan trọng nông nghiệp nhờ khả kích thích sinh trưởng, phát triển trồng, ức chế phát triển diệt trừ cỏ dại, sâu bệnh Chính ngày nhiều hợp chất thiosemicarbazon tổng hợp nghiên cứu tính chất [14] Với mục đích góp phần vào việc nghiên cứu lĩnh vực hoá học monosacarid, tiến hành nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất 4-hydroxy-2methylquinolin-3-carbaldehyd với D-glucosamin hydrochloride Để thực mục đích này, luận văn thực số nhiệm vụ sau: + Tổng hợp số quinolin-4-ol + Tổng hợp số dẫn xuất quinolin-4-ol + Tổng hợp số dẫn xuất N-(4-hydroxy-2-methylquinolin-3-yl)methylen D-Glucosamon từ 4-hydroxy-2-methylquinolin-3-carbaldehyd với D- glucosamin hydrochloride Nghiên cứu cấu trúc dẫn xuất tổng hợp phương pháp phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H NMR (COSY, HSQC, HMBC) 13 C NMR) phổ chiều Chương 1- TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ THIOSEMICARBAZID 1.1.1 Tổng hợp thiosemicarbazid Thiosemicarbazid hydrazide acid thiocarbamic Nó tồn dạng tinh thể màu trắng, có điểm nóng chảy 183C độ tan nước khoảng 10% [1,3] tổng hợp cách sau đây: 1.1.1.1 Phản ứng isothioxyanat hydrazin R3 R4 R1 N C S + N R3 N R1 N N R2 R2 H S N H R4 Đây phương pháp thông dụng để tổng hợp thiosemicarbazid, hợp chất isothioxyanat lại dễ bị thuỷ phân khó bảo quản [5,11] 1.1.1.2 Phản ứng khử thiosemicarbazon NaBH4 Phản ứng dùng để tổng hợp dẫn xuất với R2 = H, mono, di tri thiosemicarbazid (không điều chế dẫn xuất tetra-, penta-) S R4 H NaBH4 N N NH R3 R1 S R1 N R4 N N H R3 1.1.1.3 Phản ứng hydrazin với dẫn xuất acid thiocarbamic Các hydrazin phản ứng với dẫn xuất acid thiocarbamic cho thiosemicarbazid tương ứng Hiệu suất phản ứng dao động từ 66%-73% phụ thuộc vào ảnh hưởng phản ứng phụ: S R3 R5 N NH R4 + X R5 N - HX R1 S R1 N R4 R2 N R3 X= Cl; OAlk; SAlk; NH2(C=S)S; (ROOC)S N R2 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Đình Thành (2010), Cơ sở hóa học hữu cơ, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Đình Thành (2011), Các phương pháp phổ ứng dụng hóa học, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Minh Thảo (2001), Tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Minh Thảo (2001), Hóa học hợp chất dị vòng, NXB Giáo dục, Hà Nội Tiếng Anh B Bhudevi, P Venkata Ramana, Anwita Mudiraj & A Ram Reddy(2009) Vol 48B, “Synthesis of 4-hydroxy-3-formylideneamino-1H/methyl/ phenylquinolin2-ones”, Indian Journal of Chemistry, pp.255-260 Bhupendra Mistry., Smita Jauhari., (2010), “Synthesis and characterization of some quinoline based azetidinones and thiazolidinones as antimicrobial agents”, Archives of Applied Science Research 2(6), pp 332-343 Carla Prata, Nathalie Mora, Jean-Michel Lacombe, Jean-Claude Maurizis, Bernard Pucci, (1999), “Synthesis and surface-active properties of glycosyl carbamates and thioureas”, Carbohydrate Research 321(1-2), pp 4-14 El-hossain ali mohamed, (1991), “On step synthesis of 4-hydroxycarbostyrils VI”, Jour.Chem.Soc.Pak.Vol.13, pp 166-168 Farhalulah, Diptesh Sil, Brajendra K.Tripathi, Arvi K.Srivastava, (2004), “Synthesis and glucose-6-phosphatase inhibitory activity of alkanoic acid esters”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 14(10), pp 2571-2574 10 Giorgos Athanasellis, Georgia Melagraki, Haralambos Chatzidakis, Antreas Afantitis, Anastasia Detsi, Olga Igglessi-Markopoulou, John Markopoulos, (2004), “Novel Short-Step Synthesis of Funtionalized γ-Phenyl-βhydroxybutenoates and their cyclization to 4-hydroxycoumarins via the Nhydroxybenzotriazole methodology”, Synthesis11, pp.1775-1782 11 Khamis E., Ameer M.A., Alandis N.M., Al-Senani G, (2000),“Effect of thiosemicarbazones on corrosion of steel in phosphoric acid produced by wet process”,Corrosion: The Journal of Science and Engineering56(2), pp.127-138 12 Laszlo Somogyi, (1979), “Structure and reactions of aldose semicarbazone and thisemicarbazone derivatives under acetyling conditions”, Carbohydrate Research 75, pp.325-330 13 Li Qing-han., Zhao Zhi-gang., Chen Shu-hua., (2007)., “Efficient synthesis of thiosemecarbazone under microwave irradiation”,Chemical Research and Appication 9, pp.1011-1016 14 Li Z.G., Wang Q.M., Huang J M., (2001), The Preparation of Organic Intermediates, 2nd Ed, Chemical Industry Press, BeiJing, pp 66 15 Miguel Angel Alonso., J Ignacio Ubeda., Carmen Avendano., J.Carlos Menendez., Mercedes Villacampa., (1993), “New Findings on the VilsmeierHaack Approach to Quinoline derivatives”, Tetrahedron 49(46), pp.1099711008 16 Moaz M Abdou, (2014), “Chemistry of 4-Hydroxy-2(1H)-quinolon Part 1: Synthesis and reactions”, Arabian Journal of Chemistry, pp 1-13 17 Mohammad Mumtaz Alam., Akranth Marella., Mymoona Akhtar., Asif Husain., (2013), “Microwave assisted on pot synthesis of some pyrazole derivatives as a safer anti-inflammatory and analgesic agents”, Acta Polpniae PharmaceuticaDrug Research 70(3), pp 435-441 18 Nevagi R.J., Dhake A.S., (2013), “Antibacterial activity of thiosemicarbazide derivatives”,Der Pharma Chemica 5(2), pp 45-49 19 Otero L., Vieites M., Boiani L., et al (2006), “Novel antitrypanosomal agents based on palladium nitrofurylthiosemicarbazone complexes: DNA and redox metabolism as potential therapeutic targets”, Journal of Medicinal Chemistry 49, pp 3322-3331 20 Shen Gu., Jean-Cristophe Brouet., Norton P.Peet, and John D Williams., (2009), “Survey of Solvents for the Conrad-Limpach Synthesis of 4Hydroxyquinolones”, Synthetic Communications 39, pp 1563-1569