(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu chuyển hóa một số azomethin từ glucosamin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ===  === Nguyễn Thị Hà NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA MỘT SỐ AZOMETHIN TỪ GLUCOSAMIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ===  === Nguyễn Thị Hà NGHIÊN CỨU CHUYỂN HĨA MỘT SỐ AZOMETHIN TỪ GLUCOSAMIN Chun ngành: Hóa học hữu Mã số : 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng dẫn: GS TS Nguyễn Đình Thành Hà Nội – 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp hồn thành Phịng thí nghiệm Tổng Hợp Hữu Cơ 1, Bộ mơn Hố hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Với lòng biết ơn sâu sắc, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng, lời cảm ơn chân thành đến: GS TS Nguyễn Đình Thành tin tưởng giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện nghiên cứu thuận lợi giúp suốt thời gian thực luận văn Đồng thời gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo, nghiên cứu sinh, bạn học viên cao học K22 em sinh viên Phịng Tổng Hợp Hữu Cơ tạo mơi trường nghiên cứu khoa học thuận lợi giúp đỡ hồn thành tốt luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới anh chị em đồng nghiệp Viện Dược liệu - nơi công tác chia sẻ công việc, giúp đỡ suốt thời gian học cao học Hà Nội, tháng 12 năm 2013 Học viên Nguyễn Thị Hà DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các gốc tự tiêu biểu thường gặp 40 Bảng 1.2 Sự phân giải hydroperoxide hydro peroxide 42 Bảng 3.1 Kết tổng hợp azomethin từ D-glucosamin 57 Bảng 3.2 Dữ liệu phổ IR hợp chất azomethin 59 Bảng 3.3 Kết khảo sát với hai tác nhân khử hóa khác 67 Bảng 3.4 Kết tổng hợp 2-(N-aralkylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 68 Bảng 3.5 Dữ liệu phổ IR hợp chất 2-(N-aralkylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose69 Bảng 3.6 Độ chuyển dịch hóa học phổ 1H NMR 2-(N-aralkylamino)-2-deoxy-α-Dglucopyranose 73 Bảng 3.6 (tiếp) Độ chuyển dịch hóa học phổ 1H NMR 2-(N-aralkylamino)-2-deoxyα-D-glucopyranose 74 Bảng 3.6 (tiếp) Độ chuyển dịch hóa học phổ 1H NMR 2-(N-aralkylamino)-2-deoxyα-D-glucopyranose 75 Bảng 3.7 Độ chuyển dịch hóa học phổ 13C NMR 2-(N-aralkylamino)-2-deoxy-α -Dglucopyranose 77 Bảng 3.7 (tiếp) Độ chuyển dịch hóa học phổ 13C NMR 2-(N-aralkylamino)-2-deoxyα-D-glucopyranose 78 Bảng 3.7 (tiếp) Độ chuyển dịch hóa học phổ 13C NMR 2-(N-aralkylamino)-2-deoxyα-D-glucopyranose 79 Bảng 3.8 Kết tương tác xa proton carbon phổ HMBC 2-(N-4’ methoxy benzyl amino)- 2-deoxy-α-D-glucopyranose 83 Bảng 3.9.Số liệu phổ khối dẫn xuất 2-(N-aralkylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 85 Bảng 3.10 Kết thử hoạt tính chống oxy hóa dẫn xuất 88 Bảng 3.11 Số liệu thông số tối ưu hóa 90 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1.Phổ IR hợp chất 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose61 Hình 3.2 Phổ IR hợp chất 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose.70 Hình 3.3 Phổ 1H NMR 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 71 Hình 3.4 Cơng thức 2-(N-(4’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 72 Hình 3.5 Phổ 13C NMR 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 76 Hình 3.6 Phổ COSY 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 80 Hình 3.7 Phổ HSQC 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-lucopyranose 81 Hình 3.8 Phổ HMBC 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 82 Hình 3.9 Tương tác xa proton carbon (HMBC) 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2-deoxyα-D-glucopyranose 84 Hình 3.10 Phổ ESI-MS (M+H)+● 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2- deoxy-α-Dglucopyranose 84 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C NMR: 13C NuclearMagnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13) H NMR: 1H Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) AM: Austin Model (Một phương pháp tính toán bán thực nghiệm hoá lượng tử) COSY: Correlated Spectroscopy (Phổ tương quan 1H-1H) DABCO: 1,4-Diazabicyclo [2,2,2] octane DCM: Dicloromethan DMF: Dimetylformamid DMSO: Dimetyl sunfoxide DPPH: 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl Đnc: Điểm nóng chảy Đs: Điểm sơi ESI-MS: Electrospray Ionisation Mass Spectrometry (Phổ khối lượng phun mù electron) EtOH: Ethanol HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Coherence (Phổ tương tác xa 13C-1H) HSQC: Heteronuclear Single QuantumCorrelation (Phổ tương tác gần 13C-1H) HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital (Obitan phân tử bị chiếm cao nhất) IR: Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital (Obitan phân tử không bị chiếm thấp nhất) MeOH: Methanol OD: optical density (là giá trị mật độ quang) QSAR: Quantitative structure-activity relationship (Mối tương quan định lượng cấu trúc-hoạt tính sinh học SC: Scavenging capacity (Khả bắt gốc tự do) SKC: Sắc kí cột SKLM: Sắc kí lớp mỏng UV: Ultraviolet (Tia tử ngoại) : độ âm điện nguyên tố MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ D-GLUCOSAMIN 1.1.1 Phân loại danh pháp 1.1.2 Sự phân bố thiên nhiên 1.1.3 Phương pháp tổng hợp aminomonosaccaride Amino phân ester sulfo acid Amino phân anhydromonosaccaride Khử hóa oxim ozulose Phương pháp tổng hợp 2-amino-2-deoxymonosaccaride 1.1.4 Tính chất aminomonosaccaride Tính chất nhóm amino Tính chất monosaccaride 12 1.2 TỔNG QUAN VỀ AZOMETHIN 13 1.2.1 Các phương pháp tổng hợp azomethin 13 1.2.2 Cơ chế phản ứng aldehyd amin bậc 15 1.2.3 Phản ứng azomethin 16 Phản ứng azomethin với hợp chất có nguyên tử hydro linh động 17 Phản ứng azomethin với diazomethan 18 Phản ứng azomethin với dihalogencarben 18 Phản ứng azomethin với hợp chất phosphor 19 Phản ứng azomethin với dẫn xuất acid isocyanic isothiocyanic 20 Phản ứng azomethin với ether không no (phản ứng Diels- Alder) 21 Phản ứng azomethin với keten diketen 22 Phản ứng azomethin với dẫn xuất acid carboxylic no 23 Phản ứng azomethin với acetylen dẫn xuất 24 10 Phản ứng azomethin với acid -thiolcarboxylic 25 11 Phản ứng azomethin với muối pyrili 25 12 Phản ứng azomethin với anhydrid acid carboxylic 25 13 Phản ứng azomethin với haloanhydrid acid carboxylic 26 14 Phản ứng Refomatski azomethin 27 15 Phản ứng azomethin với hợp chất kim 27 16 Phản ứng azomethin với nitroalkan 28 17 Phản ứng azomethin với acid cyanhydric 29 1.2.4 Cấu trúc electron, tính base phổ azomethin 29 Cấu trúc electron, hình học tính base azomethin 29 Phổ azomethin 30 1.3 VÀI NÉT VỀ PHẢN ỨNG KHỬ HÓA AZOMETHIN 32 1.3.1 Phản ứng khử hóa oxim 32 1.3.2 Phản ứng khử hóa tạo thành amin từ hợp chất carbonyl 32 1.3.3 Q trình khử hóa- alkyl hóa amin 36 1.3.4 Quá trình khử hóa-alkyl hóa hydrazin 36 1.3.5 Q trình deoxy hóa adehyd keton 37 1.4 VÀI NÉT VỀ HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HĨA 38 1.4.1 Gốc tự 38 1.4.2 Một số gốc tự thường gặp 40 1.4.3 Ảnh hưởng gốc tự 40 1.4.4 Một số chế gốc tự 41 1.4.5 Các chất chống oxy hóa 41 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 43 2.1 DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2.2 TỔNG HỢP CÁC AZOMETHINBENZYLIDEN D-D-GLUCOSAMIN 44 2.2.1 Điều chế -D-D-glucosamin hydroclorid 44 2.2.2 Quy trình chung điều chế azomethin 45 2.2.3 Tổng hợp 2-(2’-hydroxibenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 45 2.2.4 Tổng hợp 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 45 2.2.5 Tổng hợp 2-(4’-methybenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 46 2.2.6 Tổng hợp 2-(4’-isopropylbenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose46 2.2.7 Tổng hợp 2-(benzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 46 2.2.8 Tổng hợp 2-(3’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 46 2.2.9 Tổng hợp 2-(2’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 47 2.2.10 Tổng hợp 2-(2’-clorobenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 47 2.2.11 Tổng hợp 2-(3’-clorobenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 47 2.3 CHUYỂN HÓA AZOMETHIN THÀNH CÁC DẪN XUẤT KHÁC NHAU Error! Bookmark not defined 2.3.1 Tổng hợp thiazolidin-4-on từ 2-(2’-hydroxybenzyliden)imino-2-deoxy-β-Dglucopyranose 47 2.3.2 Tổng hợp thiazolidin-4-on từ 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy1,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranose 48 Tổng hợp 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-1,3,4,6-tetra-O-acetyl-βD-glucopyranose 48 Tổng hợp thiazolidin-4-on từ 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy1,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranose 49 2.3.3 Tổng hợp β-lactam từ 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-1,2,4,6tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranose 49 2.3.4 Khử hóa dẫn xuất azomethin với tác nhân khử hóa NaBH4 50 Khử hóa 2-(2’-hydroxybenzyliden)imino-2-deoxy-1,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-Dglucopyranose với tác nhân khử hóa NaBH4 50 Khử hóa 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose với tác nhân khử hóa NaBH4 51 2.3.5 Khử hóa dẫn xuất azomethin với tác nhân khử hóa NaBH3CN 51 Tổng hợp natri cyanoborohydride (NaBH3CN) 51 Qui trình phản ứng chung để tổng hợp 2-(N-aralkylamino)-2-deoxy-α-Dglucopyranose 52 a Tổng hợp 2-(N-2’-hydroxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 52 b Tổng hợp 2-(N-4’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 53 c Tổng hợp 2-(N-4’-methylbenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 53 d Tổng hợp 2-(N-4’-isopropylbenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 53 e Tổng hợp 2-(N-benzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 53 f Tổng hợp 2-(N-3’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 54 g Tổng hợp 2-(N-2’-methoxybenzylamino)-2-deoxy-α-D-D-glucosamin 54 h Tổng hợp 2-(N-2’-clorobenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 54 i Tổng hợp 2-(N-3’-clorobenzylamino)-2-deoxy-α-D-glucopyranose 54 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 TỔNG HỢP CÁC AZOMETHIN THẾ 55 3.2 VÀI NÉT VỀ CÁC PHẢN ỨNG TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT THIAZOLIDIN-4-ON VÀ β-LACTAM 59 3.2.1 Tổng hợp dẫn xuất thiazolidin-4-on từ 2-(2’-hydroxybenzyliden)imino2-deoxy-β-D-glucopyranose 59 3.2.2 Tổng hợp dẫn xuất thiazolidin-4-on từ 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2deoxy-1,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranose 60 3.2.3 Về tổng hợp β-lactam từ 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-1,3,4.6tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranose 62 3.3 TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT 2-(N-ARALKYLAMINO)-2-DEOXY-α-DGLUCOPYRANOSE 63 3.3.1 Khử hóa azomethin với tác nhân khử hóa NaBH4 63 Khử hóa 2-(2’-hydroxybenzyliden)imino-2-deoxy-1,3,4.6-tetra-O-acetyl-β-Dglucopyranose 63 Khử hóa 2-(4’-methoxybenzyliden)imino-2-deoxy-β-D-glucopyranose 65 3.3.2 Khử hóa azomethin với tác nhân khử hóa NaBH3CN 65 3.4 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA DẪN XUẤT 2-(N-ARALKYLAMINO)-2DEOXY-α-D-GLUCOPYRANOSE 86 ... sau: + Nghiên cứu tổng hợp số azomethin từ -D -glucosamin hydroclorie benzaldehyd khác + Nghiên cứu chuyển hóa azomethin tổng hợp + Nghiên cứu xác định cấu trúc sản phẩm chuyển hóa + Nghiên cứu. .. KHOA HỌC TỰ NHIÊN ===  === Nguyễn Thị Hà NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA MỘT SỐ AZOMETHIN TỪ GLUCOSAMIN Chuyên ngành: Hóa học hữu Mã số : 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng dẫn: GS TS Nguyễn... hoá học monosaccaride nghiên cứu dẫn xuất D -glucosamin, nguồn nguyên liệu dễ kiếm từ vỏ tơm phế thải, khố luận tơi chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu chuyển hóa số azomethin từ D -glucosamin? ?? Các nhiệm