Tiểu luận của hóa hữu cơ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC oOo TIỂU LUẬN MƠN: CƠ SỞ HĨA HỌC CÁC HỢP CHẤT DỊ VÒNG ĐỀ TÀI: MỘT SỐ HỢP CHẤT TIÊU BIỂU CHỨA DỊ VÒNG CẠNH MỘT DỊ TỐ NGƯNG TỤ Học viên nhóm 2: Lê Văn Cường Nguyễn Thanh Hoa Lê Văn Thuận Lớp: Cao học Hóa hữu K12 GVHD: TS Trịnh Thị Huấn Thanh Hóa – Năm 2020 MỤC LỤC I/ Vài nét hệ ngưng tụ dị vòng thơm cạnh dị tố: .3 II/ Các hợp chất chứa vòng indol .5 II.1/ Tryptophan sản phẩm chuyển hóa sinh học II.2/ Ankaloit chứa vòng indol II.2.1/ Rezecpin .7 II.2.2/ Stricnin Bruxin .8 II.2.3/ Gramin dẫn xuất tryptamine .10 II.3/ Phẩm nhuộm Inđigo 11 II.4/ Dược phẩm thiên nhiên tổng hợp 12 III/ Các hợp chất chứa vòng Benzofurans .15 III.1/ Các dẫn xuất benzofuran .15 III.2/ Các dẫn xuất 2,3-đihiđro benzofuran: 16 IV/ Các hợp chất chứa vòng Benzothiophen 17 IV.1/ Các dẫn xuất benzothiophen có hoạt tính sinh học: 17 IV.2/ Các phẩm nhuộm thioinđigo: 18 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển hóa học hữu nói chung, từ lâu hóa học hợp chất dị vòng nghiên cứu ứng dụng nhiều khoa học kĩ thuật đời sống Lĩnh vực phát triển ngày mạnh mẽ, tìm tạo nhiều hợp chất có ứng dụng thực tiễn Trong lĩnh vực hệ ngưng tụ dị vịng cạnh dị tố giữ vai trò quan trọng Nhiều hợp chất chứa dị vòng cạnh dị tố ngưng tụ có động vật thực vật người tổng hợp nên có nhiều ứng dụng thực phẩm, chất xúc tác, thuốc nhuộm đặc biệt ngành dược phẩm Để tìm hiểu số hợp chất dị vòng cạnh dị tố ngưng tụ với hoạt tính sinh học ứng dụng chúng, chọn đề tài tiểu luận “Một số hợp chất tiêu biểu chứa dị vòng cạnh dị tố ngưng tụ” I/ Vài nét hệ ngưng tụ dị vòng thơm cạnh dị tố: Trong hệ ngưng tụ dị vòng thơm cạnh dị tố bao gồm: Benzofuran, Indol, Benzothiophen đibenzo tương ứng Trong tiêu biểu quan trọng là: Benzofuran, Indol Benzothiophen * Về mặt hình thức vị trí vịng furan, pirol thiophen ghép liền với vòng benzen ta có hệ dị vịng kiểu benzo dị vòng thơm cạnh dị tố CTPT: C8H6X (X O, N, S) * Về mặt tính chất hóa học hợp chất kiểu benzo có vài điểm khác với đơn dị vịng tương ứng (khả phản ứng thấp hơn) Điều cấu trúc chúng định Các dị vịng tham gia phản ứng: - Phản ứng electrophin (SE) - Phản ứng nucleophin (SN) gốc (SR) - Phản ứng kim loại hóa Mặt khác điều kiện thân dị vòng ngưng tụ kiểu benzo biểu lộ tính chất hóa học khác Ngồi dị vịng bền mơi trường axit mạnh * Độ thơm độ bền ba hợp chất phụ thuộc vào đóng góp cặp e dị tố vào hệ electron toàn phân tử nghĩa phụ thuộc vào mức độ chúng tham gia vào thơm hóa tồn hệ dị vịng Do thứ tự tính thơm (độ bền) xếp sau: Benzothiophen > Indol > Benzofuran II/ Các hợp chất chứa vòng indol II.1/ Tryptophan sản phẩm chuyển hóa sinh học Tryptophan amino axit khơng thể thay thế, có mặt thành phần cấu tạo hầu hết protein: Có thể tổng hợp hóa học tryptophan xuất phát từ indole – – andehit với hiđantoin Trong thực vật, tryptophan sở để tổng hợp tryptamine auxin (axit indol – - axetic) Auxin chất hormone kích thích tăng trưởng thực vật Trong động vật phần tryptophan chuyển hóa thành serotonin hay 5-hidrotryptamin: Serotonin giữ vai trò quan trọng quan tiêu hóa hệ thần kinh trung ương Hormone melatonin hay N-axetyl-5-metoxitriptamin: Serotonin chất đầu trình sinh tổng hợp hormone melatonin Melatonin dùng để điều trị nhiều bệnh Pakinson, ngủ, rối loạn giấc ngủ, mệt mỏi chênh lệch bay… ngồi cịn có tác dụng làm chậm trình già nua kéo dài tuổi thọ bệnh nhân ung thư Không giống nhiều loại thuốc ngủ khác, Melatonin bị phụ thuộc vào thuốc Một số loại thuốc Melatonin hãng II.2/ Ankaloit chứa vịng indol Ngồi hợp chất chứa vịng indol có giới động vật tryptophan, Serotonin, bufotonin triptamin khác, cịn có nhiều ankaloit chứa vịng indol giới thực vật II.2.1/ Rezecpin Rezecpin ankaloit chứa vòng indol phức tạp Cấu tạo Slitter xác định, cịn tổng hợp định hướng lập thể toàn phần Woodwoad thực vào năm 1960 Phân tử rezecpin có chứa nguyên tử cacbon bất đối có tới 64 đồng phân quang học Nhưng số có đồng phân có dược tính dùng thuốc chữa bệnh cao huyết áp chữa số dạng bệnh tâm thần Có lẽ, làm tăng nồng độ serotonin não qua đường chuyển hóa sinh học thể người Thuốc reserpine dạng viên dạng tiêm Khi đưa vào bên thể, Reserpine hoạt động cách làm chậm hoạt động hệ thống thần kinh, khiến nhịp tim chậm lại giúp mạch máu thư giãn Nhờ đó, huyết áp kiểm sốt mức độ ổn định II.2.2/ Stricnin Bruxin Stricnin Bruxin ankaloit có chứa vịng indol Chúng chất kết tinh có hoạt tính quang học Buxin sử dụng thuốc thử để phân tách hỗn hợp raxemic Stricnin thuốc độ độc dược xếp bảng B y dược dùng làm thuốc trợ tim kích thích toàn thể hoạt động Thuốc stricnin dạng tiêm dành cho người Ở liều điều trị Strychnin có tác dụng kích thích ưu tiên tuỷ sống, làm tăng nhạy cảm quan cảm giác, tăng dẫn truyền thần kinh cơ, tăng hoạt động dinh dưỡng Chỉ định: Nhược cơ, tay chân tê bại Liệt dương Đái dầm An uống khó tiêu, liệt ruột nhẹ Ngộ độc thuốc ngủ loại Barbiturat Thuốc stricnin dạng tiêm dành cho động vật CHỈ ĐỊNH - Tăng phản xạ thần kinh, tăng trương lực tăng co bóp hệ trơn, tăng cường nhu động cỏ, ruột, tăng tiết dịch vị - Phịng thiếu vitamin B1, kích thích tiêu hóa, tăng cường trao đổi chất, nâng cao sức khỏe - Dùng bệnh bại liệt, liệt cỏ, liệt ruột, tăng tính ngon miệng, bồi bổ sức khỏe ốm II.2.3/ Gramin dẫn xuất tryptamine Gramin hay 3-(đimetylaminometyl)indol có số hạt nảy mầm, sản phẩm trung gian sinh trình sinh tổng hợp axit indolaxetic, tryptamine tryptophan Tryptamine có nhiều lồi (mận, cà chua, cà tím…) nấm Nó chất trung gian q trình sinh tổng hợp nhiều hợp chất phức tạp N,N-Đimetyltryptamin thành phần Piptadenia peregrine Benth, có tính gây ảo giác Một số dẫn xuất khác trytamin ankaloit độc có số lồi nấm có tính chất psiloxin psiloxibin Ngoài ra, cần phải kể đến hai dẫn xuất hydro serotonin (hormone truyền dẫn thần kinh) bufotenine hay 5-hidroxi-N,N-đimetyltryptamin (có số lồi nấm da cóc) II.3/ Phẩm nhuộm Inđigo Inđigo phẩm nhuộm thiên nhiên biết từ lâu, có nhựa số loài họ chàm… Cấu tạo Inđigo xác định từ năm 1880 sau năm tổng hợp thành cơng Inđigo sản phẩm oxi hóa indoxyl oxygen khơng khí, indoxyl lại glucozit indoxyl có tên inđican sinh từ cịn tươi nhờ inđoxylaza Indigo khơng tan nước song tác dụng dung dịch natri hidrosunfit bị khử thành inđigo trắng, tan nước tiện cho việc nhúng vải vào dung dịch, sau hong vải khơng khí inđigo trắng bị oxi hóa thành inđigo màu xanh chàm Trong cơng nghiệp người ta sử dụng số dẫn xuất 5,5’,7,7’tetrahalogen inđigo chúng có màu xanh đậm Indigo carmine, hay muối natri axit 5,5′-indigodisulfonic, Là muối hữu có nguồn gốc từ chàm cách sulfon hóa, làm cho hợp chất hịa tan nước Nó chấp thuận sử dụng chất màu thực phẩm Hoa Kỳ Châu Âu Nó thị pH II.4/ Dược phẩm thiên nhiên tổng hợp Ngoài hợp chất thiên nhiên nhiều hợp chất tổng hợp chứa vòng indol làm dược phẩm Thuốc kháng viêm điều trị bệnh thấp khớp: indometaxin Một số sản phẩm INDOMETHACIN – Thuốc chống viêm không steroid Thuốc kháng sinh: paxillin Thuốc an thần: oxipertin Thuốc chống trầm cảm: iprindole tanđamin Thuốc chống nơn mửa q trình điều trị ung thư: ondansetron Ondansetron: chất có khả kháng lại thụ thể 5- HTg -một chất sinh ruột sau đợt xạ trị, từ ngăn chặn khởi phát phản xạ nơn Ondansetron dùng theo đường uống tiêm, sau vào thể chúng chuyển hóa thành sulfat glucuronid thải theo phân nước tiểu Thuốc làm giảm triệu chứng tuyến tiền liệt phì đại (tăng sản tuyến tiền liệt lành tính) điều trị huyết áp cao: indoramin III/ Các hợp chất chứa vòng Benzofurans Nhiều dẫn xuất benzofuran 2,3-dihidro benzofuran có tự nhiên có ứng dụng thực tiễn III.1/ Các dẫn xuất benzofuran - Các fucocoumararin psoralen metoxalen chiết từ thực vật (nhất từ hạt Amni majus L.) dùng để chữa số bệnh da - Dịch chiết Machilus glaucesens dùng để chữa hen ,tê thấp dày Từ , người ta phân lập machicendiol có cơng thức: Trong số dẫn xuất benzofuran có dược tính bật đáng ý 2-(4-hidroxibenzoyl) benzofuran (có tác dụng làm giảm histamin), 2-etyl-3-(4hidroxi-3,5-điiodo benzofuran (làm giãn động mạch vành), 2-(-4-nitrophenyl) benzofuran (kháng mạnh Strophylococci,Pyocyaneae E Coli) Trong axit (benzofuranyl)acrylic biểu hoạt tính hạ huyết áp dẫn xuất 5xinamoylbezofuran lại có tác dụng tăng huyết áp: Ngồi dược tính dẫn xuất benzofuran cịn biểu hoạt tính khác, chẳng hạn benzofuran-5-yl este chất điều hòa tăng trưởng thực vật, benzofuranyl carbamat biểu hoạt tính trừ sâu Este amit axit 2-xiano- benzofuran-5-sunfonic dùng rộng rãi cơng nghệ ảnh Cịn axit 2,3đimetyl benzofuran-5- -6-cacboxylic dùng công nghệ dệt III.2/ Các dẫn xuất 2,3-đihiđro benzofuran: - Trong số dẫn xuất 2,3-đihiđro benzofuran có thiên nhiên, đáng ý aflatoxin Đó chất cực độc, có tác dụng gây ung thư gan, sinh lạc mốc ngũ cốc bị hỏng Aspergillus flavus Aspergillus parasiticus tạo nên Người ta phân biệt aflatoxin nhóm B ( sinh A flavus parasiticus), nhóm G (sinh A parasiticus) nhóm M (sinh từ aflatoxin nhóm B có sữa động vật ăn phải ngũ cốc nhiễm mốc) Một số cấu trúc: - Một số dẫn xuất khác 2,3-đihdro benzofuran có hoạt tính kìm hãm phát triển vi khuẩn Gram(+) axit usnic: Axit usnic chiết từ Cetraria Cladonia - Cũng dẫn xuất 2,3-đihdro benzofuran, griseofunvin lại chất kháng nấm đồng thời có hoạt tính kháng viêm: Cơng nghiệp sản xuất griseofunvin phương pháp lên men nhờ Penicilium griseofulvum IV/ Các hợp chất chứa vịng Benzothiophen Benzothiophen tìm thấy café, nhựa than đá dầu mỏ Trung Đơng Nói chung gặp dẫn xuất vòng thiên nhiên Tuy nhiên, chất tương đồng chứa lưu huỳnh dẫn xuất indole giữ tính chất (màu sắc, hoạt tính sinh học…) khơng nhiều trội IV.1/ Các dẫn xuất benzothiophen có hoạt tính sinh học: Người ta nhận thấy dẫn xuất indole có hoạt tính dẫn xuất tương tự benzothiophen có hoạt tính đấy, khơng cịn thể mạnh Chẳng hạn như,,axit benzothiophen-3-axetic có hoạt tính trừ cỏ tương tự axit indole-3-axetic, chất tương đồng lưu huỳnh 5-metyltryptophan có hoạt tính Lactobacilus arabinosus mạnh gấp 10 lần so với 5-metyltryptophan Tương tự vậy, chất tương đồng chứa lưu huỳnh tryptamin serotonin có hoạt tính mạnh tryptamin serotonin Về tính chất phịng trừ dịch hại hợp chất 4-(N- metylcacbamoyl)benzo[b]thiophen chất trừ sâu mạnh với tên thương mại mobam: Khảo sát hoạt tính diệt ruồi dẫn xuất clo hợp chất trên, người ta thấy hoạt tính tăng theo thứ tự sau: 3- 6-