Nghiên cứu tổng hợp dẫn chất isoniazid và thử tác dụng sinh học

Sự phong phú về khả năng tổng hợp và sự đa dạng về tác dụng sinh học của dãy chất hydrazon đã hướng chúng tôi nghiên cứu tổng hợp dẫn chất của dãy này.. Trong công trình này, chúng tôi d

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI

VŨ TRẦN ANH

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DẪN CHẤT ISONIAZID

VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC

LUẬN VĂN THẠC SỸ Dược HỌC

C H U Y Ê N N G À N H : CÔ N G N G H Ệ Dược PH Ẩ M v à b à o c h ế t h u ố c

M Ã SỐ: 30201

Cấn hộ hướn^ dẫn: T.s Phạm Thị Minh Thuỷ

T.s Ngô Mai Anh

Nơi thực hiện : Bộ môn Hữu cơ

HÀ NỘI 2001

Trang 2

QU ị A J/Í u ỡ cÂnh đ ũ tậ n tỡn h hntỉnớẬ d ẫ n tụ i trm nj, q u ỏ tr ỡn h th ự e k iờ n luớỊn oủn nựip.

jetn ớ4tủn th à n h (ớảtn đu eỏd thuiị eả ớịiỏ ơ , k Ạ th u ậ t oiốn m ụ tt Jừũ'u eo'

- Q mỉỡ U hậ họa 'Dưọớớ '3ỖÙ Q ỉị Ộ ỡ đ ó ỊIỈÚỊI đ ừ , itỗng, tỡiờn tụ i iM nụ, tỊẤtỏ trỡn h

th ự a h iờn luớỊtt tựớti tới i đớ5 infill.

Qớụi dcựt e ớiõ n th à n h eảrn đ tt (B a n ^ J ỏ m h lờ u ỉnớỀ lnụ. 'ĩ ) ô / h o ớt n } n ’(fớớ '3ễÙ n ỗ i ,

^ h ụ m Qfiamj Q^ựiiạ, eỳa eỏ n /fậ p.hũnạ <Dào tiỊO $au < ĩ)td h ọ e đ ũ tjitift

đ ừ t ạ d đ ỉễ u h iờn eớto tụ i trtỡn ạ q u ỏ trỡn h h ọ e tớỊp^.

<7(f5/ x h t e ớiõ n th à n h earn ổn Q^.s QI ịịọớl Q'l'UMHh từi eỳe (tỏ n Im ^ h ồ n ụ t h ớ

n ạ id ờ tn tm nớỊ t õ m - ^ ạ l h o e ^ lừ ỉớt '3C)Ù n ụ i; Ễ/#tf Q /ớ/ M ộe, 3C S Q lớịu ụ ỉit <J)ăn

D L h ttn h , Q ltịttụ ễ it ^ h i (V õ n StỡH (!fờ m ụ n <Z)Ỉ s ỡn h h tỡc - <Dại h ọ tớ n )u ’tU‘ “ 3 0 0

n ệ i ị; Q^.S^JẼờ QUịjỌ<i <ĨJõn, DC.S Jlờ Q h ị Q^ập (D ơ itỡa <Z)i iự ih , <Z)ỡờn la o ữà h ỉớih Ịiltụ ỡ 'rTĨOị; (tỳ ộtớỏn bụ e ỉta (V iờn '3ỖOÚ thuụứ ^ ỡ ờ n DChtỡa h o e (ĩ)iờ ỉ Qlxưn.

^ ồ i (iũm ị jein ehõn th àn h cảm đn (Mil thầỊỊ, eõ ớỊèỏo itó hitHtuj, d ó n , ớịỡÚ Ịi it ĩi

tổ! q.nti trỡn h h ọ e t ậft tạ ! ' ĩ ) ô / họới n }lt’đa '3ÙÙ nội

Qớ^aếỜ3^ <T3ựrự^ 1C3Ị.(èI

D.s VŨ TRẦN ANH

Trang 3

Đăt vấn đề 1

2.1.2 Nghiên cứu tác dụng sinh học của các dẫn chất tổng

3.2 Tổng hợp isonicotinonyl của vanilin và các dẫn chất 233.3 Tổng hợp dẫn chất isonicotinoyl hydrazon của các aldehyd 283.4 Tổng hợp dẫn chất isonicotinoyl hydrazon của các ceton 31

Trang 4

Tài liệu th am khảo 59

Trang 5

Trong luận văn sử dụng một số chữ viết tắt sau:

Trang 6

ĐẶT VẤN ĐỂ •

Lao là một trong những bệnh xuất hiện rất sớm trong lịch sử y học Trước đây, trong nhân dân lao được coi là bệnh rất nguy hiểm và được xếp là một trong tứ chứng nan y, một bệnh "cha truyền con nối", hầu như không có thuốc điều trị lao đặc hiệu, vì thế tỷ lệ tử vong của bệnh lao rất cao Từ thế kỷ

19 bắt đầu có những hiểu biết khoa học hơn về bệnh lao Những thành tựu y học đạt được trong nghiên cứu về bệnh lao, cùng với sự ra đời của hàng loạt thuốc kháng sinh và hoá chất chống lao đã giảm được tỷ lệ mắc bệnh và chết

do bệnh lao trên thế giới [6] Bệnh lao có lúc đã được coi là có thể thanh toán được Nhưng hiện nay bệnh lao đang trở lại và là nguyên nhân hàng đầu gây

ra tử vong trong số những người trẻ tuổi và trưởng thành trên thế giới [17] Điều trị bệnh lao trở nên khó khăn hơn và thách thức hơn do sự phát triển của lao kháng thuốc và vì mối liên quan giữa bệnh AIDS với sự gia tăng đáng kể bệnh lao phổi và bệnh nhiễm khuẩn do vi khuẩn lao gây ra [23]

Trong số các loại thuốc được dùng để điều trị bệnh lao hiện nay, Isoniazid vẫn được coi là thuốc hàng đầu [6],[22], [23] Từ Isoniazid người ta cũng đã điều chế ra 1 số dẫn chất có tác dụng với vi khuẩn lao [26] Ngoài ra các dẫn chất hydrazon còn có hoạt tính sinh học phong phú và đa dạng như kháng khuẩn, kháng viêm, chống virus

Sự phong phú về khả năng tổng hợp và sự đa dạng về tác dụng sinh học của dãy chất hydrazon đã hướng chúng tôi nghiên cứu tổng hợp dẫn chất của dãy này Trong công trình này, chúng tôi dự kiến tổng hợp một số dẫn chất hydrazon của Isoniazid và thử tác dụng sinh học của các dẫn chất này

Chúng tôi hy vọng công trình này là một tài liệu tham khảo đóng góp vào việc nghiên cứu tìm kiếm dẫn chất thuốc mới của Isoniazid có tác dụng đối với vi khuẩn lao

Trang 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Bệnh lao và thuốc điều trị

Bệnh lao là một bệnh nhiễm khuẩn do vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis gây ra (còn gọi là trực khuẩn Koch hay trực khuẩn BK) Đó là

loại vi khuẩn hình que, mảnh, dài từ 2 - 4 |Lim thuộc loài vi sinh vật trung gian

giữa nấm và vi khuẩn Cấu trúc sinh hoá trực khuẩn lao rất đa dạng: có một vỏ đặc biệt với những thành phần mycozit, sunfatit, murannyl dipeptit, các acid Trực khuẩn lao có thể sống trong đại thực bào, gây tổn thương đặc hiệu gọi là

bã đậu và trong một số điều kiện, có thể nằm im trong trạng thái "ngủ", tồn tại nhiều năm trong cơ thể Lao là bệnh mãn tính, kéo dài nhiều năm, có nhiều biểu hiện khác nhau trên lâm sàng nhưng cũng có thể chỉ tiềm tàng với những thay đổi đơn thuần sinh học[6] Bệnh lao là bệnh nhiễm khuẩn mang tính xã hội, truyền từ người này sang người khác Các thống kê của WHO cho thấy bệnh lao giết chết 8.000 ngưòi trong một ngày, 2 - 3 triệu người trong một năm và một phần ba dân số thế giới mang trong người vi khuẩn lao Bệnh này giết chết nhiều người hơn bệnh AIDS hoặc sốt r é t , là bệnh cướp đi mạng sống nhiều nhất trong số ngưòi trẻ tuổi và trưcmg thành trên thế giới Bệnh lao là nguyên nhân hàng đầu về tử vong của người nhiễm HIV, tính trung bình là một phần ba của số người tử vong AIDS trên toàn cầu [17] ở Việt Nam, 1,5% dân số có nguy cơ nhiễm lao mỗi năm, hàng năm có khoảng 110.000 người mắc bệnh lao mới, trong đó 50.000 người có phản ứng BK dương tính

và cứ 100.000 người có 60 người tử vong do bệnh lao [6]

Tổ chức y tế thế giới ước tính có thêm 10,2 triệu bệnh nhân lao mới vào năm 2000, con số này xấp xỉ vào khoảng 11,9 triệu vào năm 2005 Tử vong do bệnh lao sẽ là một trong những nguyên nhân số 1 trong bệnh nhiễm trùng đơn độc và số người chết vì bệnh lao khoảng 3,5 triệu người vào năm 2005 Nếu chương trình chống lao không được triển khai rộng khắp trên thế giới thì thập

Trang 8

kỷ 90 sẽ có khoảng 90 triệu trưÒTig hợp lao mới và 30 triệu người chết vì bệnh lao [33]

Các thuốc điều trị lao cho đến nay vẫn là biện pháp chính trong điều trị

và ngăn chặn bệnh lao [22],[23]

Điều trị lao bằng thuốc ngày nay có 2 mục đích, nhằm vào 2 nhóm trực khuẩn lao trong cơ thể: nhóm sinh sản nhanh phát triển mạnh trong các tổn thương viêm; nhóm phát triển chậm nằm trong các đại thực bào và chất bã đậu [6],[22]

Ngày nay bệnh lao được điều trị bằng thuốc theo 2 nguyên tắc [6], [22]

- Phối hợp các loại thuốc để hạn chế khả năng kháng thuốc của vi

khuẩn

- Điều trị theo 2 giai đoạn

+ Giai đoạn tấn công: dùng thuốc hàng ngày

+ Giai đoạn duy trì: Dùng thuốc cách ngày, 2 - 3 lần trong 1 tuần

Cho đến nay các thuốc hiện hành và kháng sinh chữa lao có khoảng 20 loại, chia thành 2 nhóm chính [23]

- Nhóm 1: Gồm các thuốc có hiệu lực cao nhất với mức độ độc tính thấp, gồm Isoniazid, Rifampicin, Ethambutol, Streptomycin và Pyrazinamid

- Nhóm 2: Trong trường hợp vi khuẩn kháng thuốc hoặc trường họfp bệnh nhân nhiễm HIV thì điều trị bằng kháng sinh: Ofloxacin, Ciprofloxacin, Ethionamid, Acid amino salicylic, Cycloserine, Amikacin, Kanamycin, Capreomycin

Theo Hiệp hội chống lao quốc tế (kháng cáo của u ỷ ban điều trị, 1988), công thức chữa lao nên dùng; 2HRZ/ 4HR nghĩa là 2 tháng đầu dùng 3 loại Isoniazid, Rifampicin và Pyrazinamid, 4 tháng sau dùng Isoniazid và Rifampicin[6]

Trang 9

Bảng 1.1 ; Liều lượng của 1 số thuốc chống lao theo khuyến cáo của

Hiệp hội chống lao quốc tế [6]

+ 6 tháng sau dùng 2 lần 1 tuần 2 loại thuốc Streptomycin, Isoniazid

- Công thức 2: Điều trị cho bệnh nhân lao đã được điều trị nhưng không khỏi (sau phác đồ phổ cập)

Trang 10

dụng mạnh, diệt được cả vi khuẩn trong và ngoài tế bào Sau đây là một vài nét về cấu trúc hoá học cũng như tác dụng sinh học của isoniazid.

1.2 Isoniazid: C ấu trú c hoá học và tác dụng sinh học

1.2.1 Cấu trúc hoá học của isoniazid

Isoniazid là hydrazid của acid isonicotinic có công thức

CONHNH,

ộIsoniazid có khả năng tham gia vào các phản ứng hoá học

- Phản ứng của nhân pyridin

+ Đốt với NajCOj tạo thành pyridin có mùi đặc biệt

+ Tác dụng với C U 2 S O 4 tạo thành phức mầu xanh da trời

Ngoài ra còn tạo phức với cacbon, kẽm, mangan

- Phản ứng của nhóm hydrazin

+ Nhóm hydrazin dễ bị oxy hoá nên có thể khử hoá thuốc thử Fehling

và dung dịch bạc nitrat trong NH3

Trang 11

1.2.2 Tác dụng sinh học của isoniazid

Isoniazid có tác dụng kìm hãm với trực khuẩn lao phát triển chậm, có tác dụng diệt khuẩn với nhóm trực khuẩn lao phát triển mạnh Isoniazid dễ dàng thấm qua màng tế bào, làm biến đổi màng tế bào vi khuẩn, cụ thể là ức chế sự tổng hợp acid béo mạch dài tham gia vào thành phần cấu tạo màng vi khuẩn Khi vào cơ thể được hấp thụ dễ dàng và gần như hoàn toàn, thuốc có thể khuyếch tán tới tất cả các cơ quan và dịch cơ thể, kể cả dịch não tuỷ [22], [23] Trong điều trị người ta thưòfng dùng phối hợp Isoniazid với các thuốc chữa lao khác nhằm tăng tác dụng, giảm liều các thuốc phối hợp và làm chậm

sự kháng thuốc của trực khuẩn lao

1.3 Tác dụng sinh học của dẫn chất hydrazon.

1.3.1 Tác dụng kháng khuẩn của dẫn chất hydrazon

Đây là tác dụng quan trọng nhất của các dẫn chất hydrazon, đáng chú ý nhất là dẫn chất hydrazon của 5-nitrofurfural có công thức chung:

Vi khuẩn gây bệnh lao(Mycobacterium tuberculosis) là loại vi khuẩn rất khó tiêu diệt nên tác dụng kháng lao của các hydrazon là một đặc tính cực kỳ quý giá

Năm 1948 G.Drmaỵk đã tổng hợp được Tibion (Thiosemicarbazon của aldehyd para-acetylaminobenzoic) có tác dụng chống lao và đã áp dụng vào thực tế lâm sàng có kết quả tốt với các tên biệt dược như TBI, Corteben, Livazon

Trang 12

Thông thường người ta hay phối hợp Tibion với PAS (Acid paraamino salicylic) để làm tăng tác dụng của PAS trong điều trị lao màng nhầy, lao da, lao khoang miệng.

Năm 1948 MN.Soulina và E.Michina đã tổng hợp được 1 dẫn chất khác của Thiosemicarbazon có tác dụng chống lao lấy tên là Cutizon có công thức như sau:

1.3.2 Tác dụng chống khối u của dẫn chất hydrazon

Trong vài thập niên trở lại đây do sự gia tăng của bệnh ung thư người ta chú ý đặc biệt vào việc nghiên cứu ra các loại thuốc mới để thanh toán căn

Trang 13

bệnh nan y này Trong quá trình nghiên cứu bước đầu người ta phát hiện ra một số dẫn chất có cấu trúc hydrazon có tác dụng kìm hãm sự phát triển của các tế bào ung thư, đặc biệt đáng chú ý là các dẫn chất của N,N bis-2- chloroethylhydrazon

Bis (2,2 - dicloroethylhydrazon của 5 - nitrofurfuraldehyd)

Guanabenz có tác dụng điều trị tăng huyết áp

Sau đây là bảng tổng kết một số dẫn chất hydrazon được sử dụng làm thuốc

Trang 14

Bảng 1.2: Một số hydrazon, semicarbazon và thiosemicarbazon được

Ftivazit Vanizit

Chống lao

Trang 16

1.4.2 Phản ứng kết hợp muối diazoni với hợp chất có chứa nhóm

Z -C H2-Z ' + ArNH, - - ► Z -C =N -N H A r

z, Z ’ có thế là Ị3-keto este, f3-keto amid, este malonic, nitro alkan

Cơ chế phản ứng có thể là phản ứng thế ái điện tử

Trang 17

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP

2 1 N ộ i d u n g n g h iê n c ú t i:

2.1.1 Tổng hợp dẫn chất của isoniazid

Trong các phương pháp tổng hợp dẫn chất hydrazon, căn cứ vào các chất chúng tôi dự kiến tổng hợp và căn cứ vào điều kiện phòng thí nghiệm chúng tôi chọn phương pháp ngưng tụ hợp chất hydrazin với hợp chất chứa nhóm carbonyl

Để tổng hợp dẫn chất của isoniazid chúng tôi dùng phản ứng ngưng tụ của isoniazid với các aldehyd và ceton

- Thử tác dụng kháng nấm của các chất tổng hợp với 1 chủng nấm

- Thử tác dụng với vi khuẩn lao của một số chất tổng hợp Chủng vi

khuẩn kiểm định là chủng chuẩn Mycobacterium tuberculosis H3-7RV và

chủng Mycobacterium tuberculosis được xác định là đã kháng isoniazid

Trang 18

Bảng 2.1 Các aldehyd được sử dụng để tiến hành nghiên cứu

o ìĩ

0

Furfural

Trang 19

B ảng 2.2 C ác c eto n được sử d ụ n g để tiến h àn h n g h iê n cứu

2.2 Phương pháp nghiên cúli:

- Sử dụng các phương pháp thực nghiệm trong hoá học hữu cơ để tổng họfp các chất dự kiến

- Theo dõi quá trình phản ứng bằng SKLM

- Xác định độ tinh khiết của sản phẩm tổng hợp được bằng SKLM, đo nhiệt độ nóng chảy

- Xác nhận cấu trúc của các chất tổng hợp được dựa trên phân tích phổ

Trang 20

- Thử tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của các chất tổng hợp dựa trên phương pháp khuy ếch tán trên thạch theo quy định trong dược điển Việt Nam.

- Thử tác dụng trên vi khuẩn lao của các chất tổng hợp dựa trên phương pháp thử độ nhạy cảm của vi khuẩn lao với chất thử theo phương pháp tỷ lệ Canetti - Grosset

- Dùng phương pháp trung bình cộng để xử lý các số liệu thu được

2.3 Phương tiện nghiên cứu:

- Các hoá chất sử dụng là loại p, PA do phòng Giáo tài trưcmg Đại học Dược cung cấp

- Sắc ký lớp mỏng trên màng mỏng silicagel Kieselgel 60 F 2 5 4

- Nhiệt độ nóng chảy đo trên máy Gallenkamp tại Bộ môn Hữu cơ trường Đại học Dược Hà Nội

- Phổ hồng ngoại (IR) ghi trên máy Perkin Elmer tại phòng Thí nghiệm trung tâm, trường Đại học Dược Hà Nội với kỹ thuật làm viên nén KBr Ghi trong vùng 4.000 - 500 em ’

- Phổ tử ngoại (ƯV) ghi trên máy Cary lE u v - Visible spectrometer Varian tại phòng Thí nghiệm trung tâm, Trường Đại học Dược Hà Nội

- Phổ khối lượng tỷr; Ghi trên máy 5989B - HP - MS bằng phương pháp

va chạm electron với năng lượng bắn phá 70eV

- Thử tác dụng kháng khuẩn tại bộ môn Vi sinh học (Đại học Dược Hà Nội) Thử tác dụng trên vi khuẩn lao tại khoa Vi sinh (Viện lao và bệnh phổi)

Trang 21

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u

Tiến hành:

Dụng cụ gồm có: bình nón dung tích 500ml, nhiệt kế

Cho vào bình nón 30ml acid acetic đặc, thêm vào 15,2g (O,lmol) vanilin, lắc cho tan hết Làm lạnh bình đến 5-10°C bằng nước đá Thêm từ từ từng ít một vào hỗn hợp phản ứng 5,5ml brom (0,1 mol) trong 15ml acid acetic đặc đã được làm lạnh bằng nước đá (vừa cho vừa lắc và giữ nhiệt độ phản ứng không quá 15“C) Lắc và giữ nhiệt độ phản ứng từ 10-15”c trong thời gian 30 phút Phản ứng kết thúc Lọc lấy tủa 5-bromo vanilin trên phễu Buchner Rửa tủa nhiều lần bằng nước cất đến hết acid Kết tinh lại trong ethanol tuyệt đối

Sấy khô, thu được 18,84 g sản phẩm Đó là bột kết tinh màu trắng Nhiệt độ nóng chảy : 164-166°c

Hiệu suất 81,57%

Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM với dung môi hoà tan

là DMF, hệ dung môi khai triển là methanol-cloroform=l:13

Trang 22

♦ Điều chế 5-cloro vanilin

Dẫn khí clo đã điều chế ở trên vào bình cầu chứa 8,8g vanilin (0,005 mol) đã hoà tan trong 32 ml acid acetic đặc Tiến hành phản ứng trong 30 phút, thu được tủa 5-cloro vanilin Lọc, rửa tủa trên phễu Buchner nhiều lần bằng nước cất đến hết acid Kết tinh lại trong ethanol tuyệt đối

Sấy khô, thu được 7,1 g sản phẩm hình kim hoặc mảnh vuông nhỏ màutrắng

Sản phẩm rất ít tan trong nước, ít tan trong cloroform, methanol vàethanol lạnh, tan trong methanol và ethanol nórỊgt^^ổêT^.trong DMF và

Nhiệt độ nóng chảy : 163-164°c

Hiệu suất 76,1%

Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM-"vér^ung môi hoà tan

Trang 23

làm lạnh hỗn hợp phản ứng sẽ thấy kết tủa xuất hiện Để hỗn họp phản ứng ở

nhiệt độ phòng khoảng 30 phút Sau đó lọc hút chân không qua phễu Buchner lấy tủa Rửa tủa nhiều lần bằng nước cất

Tinh chế sản phẩm bằng ethanol 70° Trong quá trình tinh chế trung hoà NaOH bằng acid acetic (thử bằng giấy quỳ đến môi trưòfng acid) Sấy khô thu được 6,1 g sản phẩm Đó là những tinh thể hình kim màu trắng

Sản phẩm rất ít tan trong nước, ít tan trong cloroform, methanol và ethanol lạnh, tan trong methanol và ethanol nóng, dễ tan trong DMF

Nhiệt độ nóng chảy : 179-180°c

Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM với dung môi hoà tan

3.1.4 Tổng hợp 5-nitro vanilỉn

Sơ đồ phản ứng:

Trang 24

0 = C- H

OCH, OH

Vanilin

ete ethylic khan t=2 giờ

cổ Cho máy khuấy chạy rồi bắt đầu nhỏ acid xuống hỗn hợp trong khoảng 10

phút.Tiếp tục khuấy ở nhiệt độ từ 5-10°C trong 2 giờ Sau đó khuấy tiếp ở

nhiệt độ phòng trong 30 phút Kết tủa xuất hiện Để yên qua đêm, lọc, rửa tủa trên phễu Buchner 2 lần, mỗi lần với khoảng 10 ml ete Rửa tiếp bằng nước lạnh đến khi nước rửa trung tính với giấy quỳ Sấy tủa ở nhiệt độ 60-70°C trong 12 giờ

Thu được sản phẩm kết tinh màu vàng có nhiệt độ nóng chảy 175-

aceton

3.1.5 Tổng hợp acid pỉnonỉc, m enthylpinonat và phenyl pinonat

Acid pinonic, menthyl pinonat và phenyl pinonat đều không phải sẵn có trong phòng thí nghiệm Chúng tôi tổng hợp acid pinonic đi từ nguyên liệu ban đầu là tinh dầu thông Từ acid pinonic chúng tôi tiếp tục tổng hợp menthyl pinonat và phenyl pinonat Quá trình tổng hợp này đi qua nhiều giai đoạn, sau đây là các bước cụ thể

3.1.5.1 Bán tổng hợp a cid pinonic từ a- pinen

- Cất phân đoạn tinh dầu thông thu a-pinen

Trang 25

T in h d ầu th ô n g

cất phân đoạnTinh dầu thông mà chúng tôi sử dụng là chất lỏng linh động màu vàng nhạt, mùi đặc trưng, không lẫn nước và tạp chất khác Để tách riêng a-pinen

ra khỏi tinh dầu thông chúng tôi dựa vào nhiệt độ sôi khác nhau của a-pinen

và Ị3-pinen

Trong bình Wurtz dung tích 500ml, cho vào 300ml tinh dầu thông, lắp sinh hàn ngang, đun cách cát Khi nhiệt độ lên tới 154°c thì bắt đầu hứng dịch chảy ra, nhiệt độ lên đến 157°c thì ngừng cất Thu được 190ml a-pinen, hiệu suất là 63,3%

Trong bình cầu dung tích 200ml cho vào khoảng 750g đá đập nhỏ, sau

đó cho vào khoảng 79g kalipermanganat tinh khiết, tiếp tục cho vào 16,5g amoni sulfat, cuối cùng cho nhanh 34 g a-pinen (20ml) Thêm 50 ml nước cất, lắp máy khuấy vào bình và tiến hành khuấy trong 3 giờ Để tiếp 12 giờ thì thuốc tím mất màu hoàn toàn, loại tủa mangandioxyd và rửa tủa vài lần bằng

50 ml nước cất trên phễu lọc Buchner Dịch lọc thu được có màu vàng cam Trong trường hợp dịch lọc chưa được kiềm hoá phải kiềm hoá bằng dung dịch amoni hydroxyd Dịch thu được gồm acid pinonic, oxy pinocamphon và có thể acid norpinic ở dạng muối kali hoặc amoni

Trang 26

- Phân riêng acid pinonic

Dịch lọc sau khi kiềm hoá được đem chiết bằng cloroform (4 lần, mỗi lần 20ml) thu được oxypinocamphon trong cloroform

Dịch lọc sau khi loại oxypinocamphon được acid hoá bằng acid sulfuric (50ml acid sulfuric đặc + 90 ml nước) Acid pinonic được giải phóng chuyển sang dạng huyền phù nên dịch có màu sữa, để lâu tách lớp

Chiết acid pinonic bằng cloroform (4 lần, mỗi lần 20ml) Gộp dịch chiết, đem lắc với 20ml nước để loại acid sulfuric có thể còn lại Gạn riêng lớp cloroform, làm khan bằng natri sulfat Cất thu hồi được 21 g acid pinonic dạng dầu màu vàng giống như mật ong

- Tinh chế acid pinonic

Hoà lượng acid pinonic ở trên với dung dịch natrihydroxyd 20% đến môi trường kiềm nhẹ để chuyển hết các acid sang dạng muối natri Sau đó cô dung dịch thì norpinat sẽ kết tinh trước dưới dạng mảnh mica Lọc loại bỏ norpinat natri, dịch lọc là dung dịch natri pinonat.Acid hoá dung dịch bằng acid sulfuric 10%, acid pinonic sẽ được giải phóng trở lại dạng tự do Tiếp tục chiết bằng cloroform (4 lần, mỗi lần 20ml), thu dịch chiết, sau đó làm khan bằng natri sulfat khan Cất thu hồi cloroform sẽ thu được acid pinonic dạng dầu.Thu được 19,5g acid pinonic, hiệu suất 42,4%

Trang 27

acid sulfuric đặc Lắp sinh hàn hồi lưu, đun cách thuỷ hỗn hợp trong 3 giờ Theo dõi phản ứng bằng SKLM.

Để nguội bình phản ứng, thêm dung dịch natri carbonat bão hoà để loại acid dư Gạn bỏ nước, rửa lớp dầu bằng nước nóng 2 lần, mỗi lần 10 ml, sau

đó làm khan bằng natri sulfat

Thu được 7,8 g menthyl pinonat Hiệu suất phản ứng 48%

Thu được 5,33 g phenyl pinonat Hiệu suất phản ứng là 41 %

Chúng tôi đã tổng hợp được 4 dẫn chất của vanilin và 3 dẫn chất từ tinh dầu thông Việt Nam để làm nguyên liệu trung gian

Chúng tôi tiến hành tinh chế và so sánh các hằng số vật lý của các chất thu được với các chất đã được công bố trong các tài liệu khoa học trước đây

Chúng tôi nhận xét rằng 7 nguyên liệu trung gian mà chúng tôi tổng hợp được đều đúng với công thức dự kiến

Trang 28

3.2 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon của vanilin và các dẫn chất

3.2.1 Tổng hợp isonỉcotỉnoyl hydrazon của vanỉlỉn (C h átl)

Khuấy, đun hồi lưu cách thuỷ hỗn họfp phản ứng trong 3 giờ Khi phản ứng kết thúc, chuyển hỗn hợp phản ứng sang cốc thuỷ tinh, để lạnh cho sản phẩm kết tinh hoàn toàn Lọc hút chân không, thu được tủa, rửa tủa bằng nước cất Hoà tan tủa trong DMF, đun hồi lưu cách thuỷ, lọc nóng Kết tinh lại bằng nước cất theo tỷ lệ DMF - Để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, sấykhô ở 60“c thu được l,355g sản phẩm là chất kết tinh màu vàng

Nhiệt độ nóng chảy 236 - 237 °c.

Hiệu suất 73,5%

Sản phẩm ít tan trong nước, ethanol, aceton, tan trong DMF

Theo dõi phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với dung môihoà tan là ethanol, dung môi khai triển là hệ dung môi CHCl3-MeOH = 90:10

Phổ tử ngoại: r > m = 333, 218CP • max '

Phổ hồng ngoại có các đỉnh đặc trưng sau;

Trang 29

Khuấy, đun hồi lưu cách thuỷ hỗn hợp phản ứng trong 3 giờ, Khi phản ứng kết thúc, chuyển hỗn hợp phản ứng sang cốc thuỷ tinh, để lạnh cho sản phẩm kết tinh hoàn toàn Lọc hút chân không thu được tủa, rửa tủa bằng nước cất Hoà tan tủa trong DMF, đun hồi lưu cách thuỷ, lọc nóng Kết tinh lại bằng nước cất theo tỷ lệ DMF : HoO = 1:1, để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, thu tủa, sấy k h ô ở 6 0 ° c Thu được 1,12 g sản phẩm là chất k ế t tinh màu đ ỏ gạch.

Nhiệt độ nóng chẩy: 270-271,0°C

Hiệu suất: 70,9%

Sản phẩm ít tan trong nước, ethanol, aceton, tan trong DMF

Theo dõi phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với dung môi hoà tan là ethanol, dung môi khai triển là hệ dung môi C H C I 3 - MeOH = 90 : 10

Trang 30

Nhiệt độ nóng chảy: 278 - 279 °c

Trang 31

Sản phẩm ít tan trong nước, ethanol, aceton, tan trong DMF.

3.2.4 Tổng hợp isonỉcotỉnoyl hydrazon của cloro vanilin (Chất IV)

Trang 32

nước cất theo tỷ lệ DMF : H2O = 1:1, để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, thu tủa, sấy khô ở 6 0 “c Sấy khô thu được 1,06g chất kết tinh màu vàng nhạt.

Sản phẩm ít tan trong nước, ethanol, aceton, tan trong DMF Theo dõi phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với dung môi hoà tan là ethanol, dung môi khai triển là hệ dung môi C H C I 3 - MeOH = 90 : 10

Tiến hành:

Hỗn hợp phản ứng gồm 0,005 mol isoniazid (0,685g), 0,005 mol iodo vanilin (l,39g), 15 ml alcol ethylic tuyệt đối, vài giọt acid acetic đặc Khuấy, đun hồi lưu cách thuỷ hỗn hợp phản ứng trong 3 giờ Khi phản ứng kết thúc,

Trang 33

chuyển hỗn họp phản ứng sang cốc thuỷ tinh, để lạnh cho sản phẩm kết tinh hoàn toàn Lọc hút chân không thu được tủa, rửa tủa bằng nước cất Hoà tan tủa trong DMF, đun hồi lưu cách thuỷ, lọc nóng Kết tinh lại bằng

nước cất theo tỷ lệ DMF : HjO = 1:1, để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, thu tủa, sấy khô ở 60°c Sấy khô thu được l,40g thành phẩm màu trắng vàng

Sản phẩm ít tan trong nước, ethanol, aceton,tan trong DMF

3.3 Tổng hợp dẫn chất isonicotinoyl hydrazon của các aldehyd

3.3.1 Tổng hợp ỉsonicotinoyl hydrazon của benzaldehyd (Chất VI)

Trang 34

Hiệu suất phản ứng: 59,11% Nhiệt độ nóng chảy: 194 - 195°c.

Theo dõi phản úng và kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với dung môi hoà tan là ethanol, dung môi khai triển là hệ dung môi C H C I 3 - MeOH = 90 : 10

3.3.2 Tổng hợp isonicotinoyl hydrazon của paradimethyl amino benzaldehyd (Chất XI)

CH

(X I)

Trang 35

Tiến hành:

Hỗn hợp phản ứng gồm 0,005 mol isoniazid (0,685g), 0,005 mol paradimethylamino benzaldehyd (0,745g), 15 ml alcol ethylic tuyệt đối, vài giọt acid acetic đặc

Khuấy, đun hồi lưu cách thuỷ hỗn hơp phản ứng trong 3 giờ Khi phản ứng kết thúc, chuyển hỗn hợp phản ứng sang cốc thuỷ tinh, để lạnh cho sản phẩm kết tinh hoàn toàn Lọc hút chân không thu được tủa, rửa tủa bằng nước cất Hoà tan tủa trong DMF, đun hồi lưu cách thuỷ, lọc nóng Kết tinh lại bằng nước cất theo tỷ lệ DMF : H2O = 1:1, để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, thu tủa, sấy khô ở 60°c Thu được 0,89g sản phẩm kết tinh màu trắng ngà

Nhiệt độ nóng chảy: 208- 209 °c

Hiệu suất phản ứng: 66,42%

3.3.3 Tổng hợp ỉsonicotỉnoyl hydrazon của fu rfu ra l (C hấtX )

Trang 36

Tiến hành:

Hỗn hợp phản ứng gồm 0,005 mol isoniazid (0,685g), 0,005 mol

furfural (0,48g) 15 ml alcol ethylic tuyệt đối, vài giọt acid acetic đặc

Khuấy, đun hồi lưu cách thuỷ hỗn hợp phản ứng trong 3 giờ Khi phản ứng kết thúc, chuyển hỗn họp phản ứng sang cốc thuỷ tinh, để lạnh cho sản phẩm kết tinh hoàn toàn Lọc hút chân không thu được tủa, rửa tủa bằng nước cất Hoà tan tủa trong DMF, đun hồi lưu cách thuỷ, lọc nóng Kết tinh lại bằng

nước cất theo tỷ lệ DMF : HjO = 1:1, để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, thu

tủa, sấy khô ở 60°c Thu được 0,70g sản phẩm kết tinh màu xám nhạt

Nhiệt độ nóng chảy: 216 - 217 "c

Hiệu suất phản ứng; 70%

Theo dõi phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với dung môi

hoà tan là ethanol, dung môi khai triển là hệ dung môi C H C I 3 - MeOH = 90 : 10

3.4 Tổng hợp dẫn chất isonicotinoyl hydrazon của các ceton.

(Chất VII)

Trang 37

tỷ lệ DMF : H2O = 1:1, để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, thu tủa, sấy khô ở

Tlieo dõi phản úng và kiểm tra độ tinh khiết bằng SKLM với dung môi hoà tan là ethanol, dung môi khai triển là hệ dung môi C H C I 3 - MeOH = 90 : 10

3

Trang 38

3.4.2 Tổng hợp ỉsonỉcotinoyl hydrazon của paramethyl acetophenon (Chất VUI)

Hỗn họfp phản ứng gồm 0,005 mol isoniazid (0,685g), 0,005 mol

paramethyl acetophenon (0,67g), 15 ml alcol ethylic tuyệt đối, vài giọt acid

acetic đặc

Khuấy, đun hồi lưu cách thuỷ hỗn hợp phản ứng trong 3 giờ Khi phản

ứng kết thúc, chuyển hỗn hợp phản ứng sang cốc thuỷ tinh, để lạnh cho sản

phẩm kết tinh hoàn toàn Lọc hút chân không thu được tủa, rửa tủa bằng nước

cất Hoà tan tủa trong DMF, đun hồi lưu cách thuỷ, lọc nóng Kết tinh lại bằng

nước cất theo tỷ lệ DMF : H2O = 1:1, để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, thu

tủa, sấy khô ở 60°c Thu được 0,96g sản phẩm kết tinh trắng

Trang 39

1526,8 cm ' 1407,4 cm-‘

Hỗn họfp phản ứng gồm 0,005 mol isoniazid (0,685g), 0,005 mol acid

pinonic (0,92g), 15 ml alcol ethylic tuyệt đối, vài giọt acid acetic đặc

Khuấy, đun hồi lưu cách thuỷ hỗn hợp phản ứng trong 3 giờ Khi phản

ứng kết thúc, chuyển hỗn hợp phản ứng sang cốc thuỷ tinh, để lạnh cho sản

phẩm kết tinh hoàn toàn Lọc hút chân không thu được tủa, rửa tủa bằng nước

cất Hoà tan tủa trong DMF, đun hồi lưu cách thuỷ, lọc nóng Kết tinh lại bằng

nước cất theo tỷ lệ DMF : H^o = 1:1, để lạnh cho kết tinh hoàn toàn Lọc, thu

tủa, sấy khô ở 60°c Thu được 0,37g chất kết tinh trắng ngà

Hiệu suất phản ứng: 24,42% Sản phẩm ít tan trong nưóc, ethanol,

aceton, tan trong DMF

Phổ hồng ngoại có các đỉnh đặc trưng sau:

Trang 40

3209,6 cm-‘ Vn h

1544,4 cm-' ^ C - C aro m atic1411,1 cm-' ^ P y r id in1297,1 cm-' ^ C - N thơm

3.4.4 Tổng hợp isonicotinoylhydrazon của menthyl pỉnonat (Chất XII)

Thu được 0,92 g isonicotinoylhydrazon của menthyl pinonat, hiệu suất 54% Sản phẩm là bột kết tinh trắng ngà, không tan trong nước, tan trong alcol ethylic, DMF

Nhiệt độ nóng chảy :206-208°

Định dạng
Số trang	108
Dung lượng	4,06 MB