Tổng hợp một số dẫn xuất của 7 hydroxy 4 methylcoumarin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM  KHOA HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ Tên đề tài Tp Hồ Chí Minh, tháng - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM  KHOA HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ Tên đề tài GVHD : ThS LÊ THỊ THU HƯƠNG TS NGUYỄN TIẾN CÔNG SVTH : NGUYỄN THỊ HỒNG THÁI KHĨA : 2008 – 2012 Tp Hồ Chí Minh, tháng - 2012 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.KHÁI QUÁT VỀ COUMARIN PHÂN LOẠI COUMARIN 2.1 Coumarin đơn giản 2.2 Furanocoumarin (hay furocoumarin) 2.3 Pyranocoumarin ĐẶC ĐIỂM VỀ CẤU TRÚC 12 TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA 7-HIĐROXY-4-METYLCOUMARIN (A) VÀ CÁC DẪN XUẤT 13 4.1 Phản ứng brom hóa 13 4.2 Phản ứng acyl hóa chuyển vị Fries 13 4.3 Phản ứng đóng vịng nội phân tử 14 4.5 Tác dụng với phenacyl bromua 15 4.6 Phản ứng sunfo hóa 16 4.7 Phản ứng nitro hóa 16 MỘT SỐ PHẢN ỨNG TỔNG HỢP COUMARIN VÀ DẪN XUẤT .16 5.1 Phản ứng tổng hợp Pechmann 16 5.2 Phản ứng tổng hợp Knoevenagel 17 5.3 Phản ứng tổng hợp Perkin [15] 17 5.4 Phản ứng tổng hợp khác 18 TÁC DỤNG VÀ CÔNG DỤNG 18 PHẦN 2: THỰC NGHIỆM 20 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP 20 TỔNG HỢP CÁC CHẤT 21 2.1 Tổng hợp 7-hydroxy-4-methylcoumarin (A) 21 2.2 Tổng hợp 3-bromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin (B) 22 2.3 Tổng hợp 3,6,8-tribromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin (C) .22 2.4 Tổng hợp 7-hydroxy-4-methyl-8-nitrocoumarin (D) 23 SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang Khóa luận tốt nghiệp 2.5Tổng hợp 7-hydroxy-4-methyl-6-nit 2.6Tổng hợp 7-methoxy-4-methyl-6-nit XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY VÀ CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT 3.1Nhiệt độ nóng chảy 3.2Phổ hồng ngoại (IR) 3.3Phổ cộng hưởng từ proton ( H-NMR PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Tổng hợp 7-hydroxy-4-methylcoumarin (A) 1.1Cơ chế phản ứng 1.2 Nhận xét phổ IR phổ H-NMR (A) Tổng hợp 3-bromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin (B) 2.1Cơ chế phản ứng 2.2 Nhận xét phổ IR H-NMR (B) Tổng hợp 3,6,8-tribromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin (C) 3.1Cơ chế phản ứng 3.2 Nhận xét phổ IR phổ H-NMR (C) Hợp chất 7-hydroxy-4-methyl-8-nitrocoumarin (D) 4.1Cơ chế phản ứng 4.2 Nhận xét phổ IR phổ H-NMR (D) Hợp chất 7-hydroxy-4-methyl-8-nitrocoumarin (E) 5.1Cơ chế phản ứng 5.2 Nhận xét phổ IR phổ H-NMR (D) Hợp chất 7-methoxy-4-methyl-6-nitrocoumarin (F) 6.1Cơ chế phản ứng 6.2 Nhận xét phổ IR phổ H-NMR (F) PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Cơng LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình học tập hồn thành luận văn tốt nghiệp, tơi nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy cô, anh chị, bạn bè em Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến tất người tạo điều kiện giúp đỡ thời gian qua Trước tiên xin chân thành cảm ơn đến ThS Lê Thị Thu Hương, người bảo động viên để tơi hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Tiến Công, người thầy hướng dẫn tận tình đóng góp nhiều ý kiến q báu cho tơi suốt q trình nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Hóa, phịng ban quản lý phịng thí nghiệm Hóa học Trường Đại học Sư phạm Tp.HCM Ngồi xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô nhà trường, người trang bị kiến thức, dạy dỗ tạo điều kiện tốt cho suốt bốn năm học đại học Cuối lời cảm ơn đến ba mẹ, em, bạn bè bên cạnh, động viên, giúp đỡ tơi lúc khó khăn học tập q trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin gửi tới tất người lời chúc sức khỏe nhất! SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công LỜI MỞ ĐẦU Cho đến nhiều dẫn xuất coumarin ứng dụng vào ngành khác ngành dược phẩm, ngành mỹ phẩm, ngành thực phẩm…[4] Một dẫn xuất quan trọng coumarin 7-hydroxy-4-methylcoumarin với hoạt tính sinh học cao ứng dụng để chống giun sán, an thần, kháng khuẩn, chống viêm, chống đơng máu…[1,5] Ngồi ra, hợp chất 7-hydroxy-4-methylcoumarin dẫn xuất chúng sử dụng ngành công nghiệp hương liệu, mỹ phẩm, phụ gia thực phẩm, huỳnh quang…[4] Nghiên cứu dẫn xuất chúng để mở nhiều hướng tổng hợp dẫn xuất có hoạt tính cao hơn, hay kết hợp với hợp chất khác để làm tăng hay giảm hoạt tính tùy theo mức độ yêu cầu Theo số tài liệu [3] dẫn xuất tổng hợp từ hợp chất 7hydroxy-4-methylcoumarin thường nhóm hydroxy vị trí số ,tuy nhiên dẫn xuất vòng thơm chưa nghiên cứu nhiều Vì vậy, tơi thực nghiên cứu đề tài “Tổng hợp số dẫn xuất 7- hydroxy-4-methylcoumarin” với tổng hợp hợp chất trực tiếp vịng thơm nhóm brom, nitro…[5,12] Đề tài gồm có hai nhiệm vụ chính: Tổng hợp số dẫn xuất 7-hydroxy-4-methylcoumarin 3-bromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin (B) 3,6,8-tribromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin (C) 7-hydroxy-4-methyl-6-nitrocoumarin (D) 7-hydroxy-4-methyl-8-nitrocoumarin (E) 7-methoxy-4-methyl-6-nitrocoumarin (F) Nghiên cứu cấu trúc chất tổng hợp phương pháp vật lý đại phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Cơng PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.KHÁI QUÁT VỀ COUMARIN Coumarin dẫn chất α–pyron có cấu trúc C6-C3 Benzo α–pyron chất coumarin đơn giản tồn thực vật biết từ năm 1820 hạt Dipteryx odorata Willd, thuộc họ Đậu (hình 1) Cây mọc Brazil, có trồng Venezuela cịn có tên địa phương “Coumarou”, mà benzo α-pyron cịn có tên coumarin Benzo α–pyron cịn có Asperula odorata L họ Cà phê, số thuộc chi Melilotus họ Đậu Chất có mùi thơm dễ α-pyron chịu, dùng làm hương liệu Coumarin chất kết tinh không màu, số lớn dễ thăng hoa có mùi thơm Ở dạng kết hợp glycosid tan nước, dạng aglycon dễ tan dung mơi phân cực Các dẫn xuất coumarin có huỳnh quang ánh sáng tử ngoại Ngồi hợp chất cịn phổ biến loại thuốc chữa bệnh như: Cỏ mực, Ba dót, Mần tưới, Bạch chỉ, Tiền Hồ, Sà sàng, Ammi visnaga, Sài đất, Mù u, Hoàng kỳ, Cúc La Mã, Quế… Chúng ta thu dẫn xuất coumarin phương pháp chiết suất trực tiếp hay tổng hợp gián tiếp [14] Hình 1: CâyDipteryx odorata Willd SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công PHÂN LOẠI COUMARIN Cho đến người ta biết 200 chất coumarin khác phương pháp chiết suất từ hợp chất thiên nhiên phương pháp tổng hợp Chúng ta phân loại coumarin thành nhóm với đại diện tiêu biểu sau theo tài liệu tham khảo [14] 2.1 Coumarin đơn giản R6 R7 Chú thích: Glc: glucopyranoside O O R8 2.1.1 Nhóm oxycoumarin Tên chất Coumarin Umbelliferon Skimmin Neohydrangin Aesculetin Aesculin (aesculosid) Cichoriin 2.1.2 Nhóm alkyl-oxycoumarin (gốc alkyl thường gốc terpenoid) Tên chất 3-methyl-4-oxycoumarin Osthenol Vellein Osthol 7-demetylsuberosin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Khóa luận tốt nghiệp Suberosin Ostruthin Aculeatin Meransin (oxydosthol) 2.2 Furanocoumarin (hay furocoumarin) 2.2.1 Nhóm 6,7 furanocoumarin (hay cịn gọi nhóm psoralen) Tên chất Psoralen Bergaptol Bergapten Xanthotoxol Xanthotoxin Imperatorin Isoimperatorin Prangenin Oxypeucedanin (racemic) SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công O O HO CH3 Br Phổ H-NMR hợp chất 3-bromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 48 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công O O HO CH3 Br Phổ H-NMR giãn rộng hợp chất 3-bromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 49 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công Br O HO Br O CH3 Br Phổ IR hợp chất 3,6,8-tribromo-7-hydroxy-4methylcoumarin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 50 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công O SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái HO Br Br O CH3 Br Phổ H-NMR hợp chất 3,6,8-tribromo-7-hydroxy-4-methylcoumarin Trang 51 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công O HO CH3 O Phổ IR hợp chất 7-hydroxy-4-methyl-8-nitrocoumarin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 52 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công HO NO2 O CH3 O Phổ H-NMR hợp chất 7-hydroxy-4-methyl-8-nitrocoumarin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 53 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Cơng HO NO2 O CH3 O Phổ giãn rộng H-NMR hợp chất 7-hydroxy-4-methyl-8-nitrocoumarin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 54 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Cơng SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái O HO O2N CH3 O Phổ IR hợp chất 7-hydroxy-4-methyl-6-nitrocoumarin Trang 55 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái O HO O2N CH3 O Phổ H-NMR hợp chất 7-hydroxy-4-methyl-6-nitrocoumarin Trang 56 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái O HO O2N CH3 O Phổ giãn rộng H-NMR hợp chất 7-hydroxy-4-methyl-6-nitrocoumarin Trang 57 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công O ON CH3 O Phỗ IR hợp chất 7-methoxy-4-methyl-6-nitrocoumarin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 58 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Công ON O CH O Phổ H-NMR hợp chất 7-methoxy-4-methyl-6-nitrocoumarin SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 59 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Tiến Cơng O CH3 O Phổ giãn rộng H-NMR hợp chất 7-methoxy-4-methyl-6-nitrocoumarin ON SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thái Trang 60 ... chính: Tổng hợp số dẫn xuất 7- hydroxy- 4- methylcoumarin 3-bromo -7- hydroxy- 4- methylcoumarin (B) 3,6,8-tribromo -7- hydroxy- 4- methylcoumarin (C) ? ?7- hydroxy- 4- methyl-6-nitrocoumarin (D) ? ?7- hydroxy- 4- methyl-8-nitrocoumarin... suất 34, 0% Bảng tóm tắt kết STT Tên hợp chất 7- hydroxy- 4methylcoumarin 3-bromo -7- hydroxy- 4methylcoumarin 3,6,8-tribromo -7- hydroxy- 4methylcoumarin 7- hydroxy- 4methyl-8nitrocoumarin 7- hydroxy- 4- methyl-6nitrocoumarin... 20 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP 20 TỔNG HỢP CÁC CHẤT 21 2.1 Tổng hợp 7- hydroxy- 4- methylcoumarin (A) 21 2.2 Tổng hợp 3-bromo -7- hydroxy- 4- methylcoumarin (B) 22 2.3 Tổng hợp 3,6,8-tribromo -7- hydroxy- 4- methylcoumarin