Nghiên cứu tổng hợp và tính chất của một số 3 - axetylcoumarin galactopyranozyl thiosemicacbazon

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  LÊ HẢI ĐĂNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ 3-AXETYLCOUMARIN GALACTOPYRANOZYL THIOSEMICACBAZON LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  LÊ HẢI ĐĂNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ 3-AXETYLCOUMARIN GALACTOPYRANOZYL THIOSEMICACBAZON Chuyên ngành: Hóa học Hữu Mã số: 60.44.27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Đình Thành NCS-Th.s Vũ Ngọc Toán THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1 TỔNG QUAN VỀ MONOSACCARIT 1.1.1 Phân loại danh pháp 1.1.1.1 Phân loại 1.1.1.2 Danh pháp 1.1.2 Cấu tạo cấu hình monosaccrit 1.1.2.1 Cấu tạo monosaccarit 1.1.2.2 Cấu hình monosaccarit 1.1.3 Cấu dạng monosaccarit 1.1.3.1 Cấu dạng pyranozơ dẫn xuất 1.1.3.2 Cấu dạng furanozơ dẫn xuất 1.1.4 Sự tautome hóa monosaccarit 1.2 TỔNG QUAN VỀ GLYCOZYL ISOTHIOXYANAT 1.2.1 Giới thiệu glucozyl isothioxyanat 1.2.2 Phương pháp tổng hợp glycozyl isoxyanat glucozyl isothioxyanat 10 1.2.3 Tính chất hoá học glycozyl isoxyanat glucozyl isothioxyanat 12 1.2.3.1 Phản ứng với amoniac amin 12 1.2.3.2 Phản ứng với aminoaxit 13 1.2.3.3 Phản ứng với amit 13 1.2.3.4 Phản ứng với aminoaxeton hidroclorua 13 1.2.3.5 Phản ứng với 2-cloetylamin hidroclorua 14 1.2.3.6 Phản ứng với diamin diazometan 14 1.3 TỔNG HỢP VÀ TÍNH CHẤT CỦA THIOSEMICACBAZIT 15 1.3.1 Tổng hợp thiosemicacbazit 15 1.3.1.1 Phản ứng isothioxyanat hydrazin 15 1.3.1.2 Phản ứng khử thiosemicacbazon NaBH4 15 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii 1.3.1.3 Phản ứng hydrazin với dẫn xuất axit thiocacbamic 16 1.3.1.4 Phản ứng xianohydrazin với hydrosunfua 16 1.3.1.5 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất di tri thiosemicacbazit từ amin 16 1.3.2 Tính chất thiosemicacbazit 16 1.3.2.1 Phản ứng với andehyt 16 1.3.2.2 Phản ứng đóng vòng thiosemicacbazit tạo thiadiazol 17 1.4 KHÁI LƯỢC VỀ COUMARIN VÀ DẪN XUẤT 18 1.4.1 Giới thiệu chung coumarin dẫn xuất 18 1.4.2 Phương pháp tổng hợp coumarin dẫn xuất 18 1.4.3 Tính chất hoá học coumarin dẫn xuất 20 1.5 SỬ DỤNG LÒ VI SÓNG TRONG HOÁ HỌC CACBOHYDRAT 22 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 26 2.1 TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT COUMARIN 26 2.1.1 Tổng hợp 4-metyl-6-hiđroxicoumarin 26 2.1.2 Tổng hợp 4-metyl-7-hiđroxicoumarin 27 2.1.3 Tổng hợp 4-metyl-6-etoxicoumarin 27 2.1.4 Tổng hợp 4-metyl-7-etoxicoumarin 28 2.2 TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA 3-ACETYL COUMARIN 28 2.2.1 Tổng hợp 4-metyl-6-hiđroxi-3-axetylcoumarin 28 2.2.2 Tổng hợp 4-metyl-7-hiđroxi-3-axetylcoumarin 29 2.2.3 Tổng hợp 4-metyl-6-etoxi-3-axetylcoumarin 29 2.2.4 Tổng hợp 4-metyl-7-etoxi-3-axetylcoumarin 30 2.2.5 Tổng hợp 3-acetylcoumarin 30 2.2.6 Tổng hợp 6-clo-3-axetylcoumarin 30 2.2.7 Tổng hợp 6-nitro-3-axetylcoumarin 31 2.2.8 Tổng hợp 5-nitro-3-axetylcoumarin 31 2.3 TỔNG HỢP 2,3,4,6-TETRA-O-AXETYL-α-DGALACTOPYRANOZYL THIOSEMICACBAZIT 32 2.3.1 Tổng hợp 2,3,4,6-tetra-O-axetyl-α-D-galactopyranozyl bromua 32 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii 2.3.2 Tổng hợp 2,3,4,6-tetra-O-axetyl-α-D-galactopyranozyl sothioxyanat 33 2.3.3 Tổng hợp 2,3,4,6-tetra-O-axetyl-α-D-galactopyranozyl thiosemicacbazit 33 2.4 TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT 3-AXETYLCOUMARIN 2,3,4,6TETRA-O-AXETYL--D-GALACTOPYRANOZYL 34 THIOSEMICACBAZON 2.4.1 Tổng hợp 4-metyl-6-hiđroxi-3-axetylcoumarin -(2,3,4,6-tetra-Oaxetyl-β-D-galactopyranozyl)thiosemicacbazon 34 2.4.2 Tổng hợp 4-metyl-7-hiđroxicoumarin-(2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon 34 2.4.3 Tổng hợp 4-metyl-6-etoxi-3-axetylcoumarin -(2,3,4,6-tetra-Oaxetyl-β-D-galactopyranozyl)thiosemicacbazon 35 2.4.4 Tổng 4-metyl-7-etoxi-3-axetylcoumarin -(2,3,4,6-tetra-O-axetyl-βD-galactopyranozyl)thiosemicacbazon 35 2.4.5 Tổng hợp 3-axetylcoumarin-(2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon 35 2.4.6 Tổng hợp 6-clo-3-axetylcoumarin-(2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon 36 2.4.7 Tổng hợp 6-nitro-3-axetylcoumarin-(2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon 36 2.4.8 Tổng hợp 5-nitro-3-axetylcoumarin-(2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA COUMARIN 37 3.2 TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT 3-AXETYL COUMARIN 37 3.3 TỔNG HỢP 2,3,4,6-TETRA-O-AXETYL-β-DGALACTOPYRANOZYL THIOSEMICACBAZIT 38 3.3.1 Tổng hợp 2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-galactopyranozyl isothioxyanat Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 3.3.2 Tổng hợp 2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-D-galactopyranozyl thiosemicacbazit 39 3.4 TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT DẪN XUẤT 3AXETYLCOUMARIN (2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon 40 KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC 55 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ac Axetyl Cou Coumarin DMF Dimetylfomamit DMSO Dimetyl sunfoxit DMSO-d6 Dimetyl sunfoxit deuteri hoá ĐC Điểm chảy Et Etyl EtO Etoxi FT-IR Phổ hồng ngoại biến đổi Fourie Gal Galactopyranozyl GalNHCSNHNH Galactopyranozylthiosimecacbazon Me Metyl HR-MS Phổ khối lượng phân giải cao IR Phổ hồng ngoại TL Tài liệu TN Thực nghiệm TMTD Tetrametylthiuram disunfua Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton H-NMR 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13  Độ chuyển dịch hoá học η Hiệu suất phản ứng C-NMR Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Điểm sôi hiệu suất số dẫn xuất coumarin Bảng 3.2 Điểm sôi hiệu suất số dẫn xuất 3-axetylcoumarin tổng hợp Bảng 3.3 37 37 Hiệu suất, điểm nóng chảy phổ hồng ngoại dẫn xuất 3-axetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon Bảng 3.4 43 Kết phổ khối phân giải cao 4-Me-7-OH- 3axetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon Bảng 3.5 43 Độ chuyển dịch hóa học phổ 1H-NMR (ppm) dẫn xuất 3-acetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicarbazon (phần nhân thơm) Bảng 3.6 47 Độ chuyển dịch hóa học phổ 1H-NMR (ppm) dẫn xuất 3-acetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicarbazon (phần đường) Bảng 3.7 49 Độ chuyển dịch hóa học phổ 13C-NMR (ppm) dẫn xuất 3-acetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicarbazon (phần nhân thơm) Bảng 3.8 50 Độ chuyển dịch hóa học phổ 13C-NMR (ppm) dẫn xuất 3-acetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicarbazon (phần đường) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1 Phổ IR dẫn xuất 2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dglactopyranozyl isothioxyanat (với bột KBr) Hình 3.2 38 Phổ IR dẫn xuất 2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl thiosemicacbazit Hình 3.3 40 Phổ IR hợp chất 3-axetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-Oaxetyl-β-D-galactopyranozyl)thiosemicacbazon (với bột KBr Hình 3.4 41 Phổ IR hợp chất 4-Me-7-OH-3-axetylcoumarin (2,3,4,6tetra-O-axetyl-β-D-galactopyranozyl)thiosemicacbazon (với bột KBr) Hình 3.5 42 Phổ IR hợp chất 6-Cl-3-axetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-Oaxetyl-β-D-galactopyranozyl)thiosemicacbazon (với bột KBr) Hình 3.6 42 Sự phân cắt hợp chất 3-Axetylcoumarin 2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozylthiosemicacbazon 44 Hình 3.7 Sự phân cắt ion mảnh F4 45 Hình 3.8 Sự phân cắt ion mảnh F8 46 Hình 3.9 Phổ HR-MS hợp chất 4-Me-7-OH-3-axetylcoumarin (2,3,4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Hiện xu tổng hợp dẫn xuất monosacarit thu hút quan tâm nhà hoá học hữu Những dẫn xuất chúng có hoạt tính sinh học đáng ý, đặc biệt phân tử có hệ thống liên hợp Π, tiêu biểu hợp chất thuộc họ thiosemicacbazon monosaccarit Thiosemicacbazon họ hợp chất quan trọng có nhiều hoạt tính sinh học đa dạng khả kháng khuẩn, kháng nấm [27], kháng virut [32], chống ung thư [16, 17], chống sốt rét [31], ức chế ăn mòn chống gỉ sét [23, 31] Bên cạnh đó, hợp chất chúng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khoa học tinh thể học, hóa học siêu phân tử [10] ngành quang điện tử [30] Ngoài ra, hợp chất thiosemicacbazon có khả tạo phức với nhiều kim loại [13], [29] Những phức chất có hoạt tính sinh học hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virut chống ung thư v.v [19, 28] Chính mà ngày nhiều hợp chất thiosemicacbazon tổng hợp nghiên cứu tính chất Thiosemicacbazon monosaccarit có hoạt tính sinh học cao nhờ có mặt hợp phần phân cực monosaccarit làm cho hợp chất dễ hoà tan dung môi phân cực nước, etanol… Mặt khác, dẫn xuất cacbohydrat hợp chất quan trọng có mặt nhiều phân tử sinh học axit nucleic, coenzym, thành phần cấu tạo số virut, số vitamin nhóm B Do đó, hợp chất chiếm vị trí đáng kể y dược 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 Để tổng hợp thiosemicacbazon, trước thường tiến hành đun sôi hồi lưu hỗn hợp phản ứng Phương pháp đòi hỏi thời gian phản ứng khoảng 2-3 hiệu suất thường không cao Gần số hợp chất thiosemicacbazon tổng hợp phương pháp lò vi sóng Phản ứng tiến hành thời gian khoảng 35- 40 phút, hiệu suất phản ứng đạt 68-90% [22, 23] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... Tổng hợp 4-metyl-7-etoxi -3 - axetylcoumarin 30 2.2.5 Tổng hợp 3- acetylcoumarin 30 2.2.6 Tổng hợp 6-clo -3 - axetylcoumarin 30 2.2.7 Tổng hợp 6-nitro -3 - axetylcoumarin 31 2.2.8 Tổng hợp 5-nitro -3 - axetylcoumarin. .. -( 2 ,3, 4,6-tetra-Oaxetyl-β-D -galactopyranozyl) thiosemicacbazon 34 2.4.2 Tổng hợp 4-metyl-7-hiđroxicoumarin-(2 ,3, 4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl )thiosemicacbazon 34 2.4 .3 Tổng hợp 4-metyl-6-etoxi -3 - axetylcoumarin -( 2 ,3, 4,6-tetra-Oaxetyl-β-D -galactopyranozyl) thiosemicacbazon. .. 3- axetylcoumarin- (2 ,3, 4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl )thiosemicacbazon 35 2.4.6 Tổng hợp 6-clo -3 - axetylcoumarin- (2 ,3, 4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl )thiosemicacbazon 36 2.4.7 Tổng hợp 6-nitro -3 - axetylcoumarin- (2 ,3, 4,6-tetra-O-axetyl-β-Dgalactopyranozyl)thiosemicacbazon