Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 25 (2009) 45-48 Nghiên cứu phản ứng 8-axetyl-7-hidroxi-4-metyulcumarin với anñêhit thơm Nguyễn Minh Thảo*, ðỗ Tiến Dũng, Nguyễn Xuân Tứ, Nguyễn Thị Thu Trang Khoa Hoá, Trường ðại học Khoa học Tự nhiên, ðHQGHN, 19 Lê Thánh Tông, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 28 tháng năm 2006 Tóm tắt Trong q trình nghiên cứu phản ứng 8- axetyl-7- hiñroxi-4- metyl cumarin với anđehit thơm chúng tơi khơng thu sản phẩm xeton – α,β -khơng no mà cịn thu ñược sản phẩm phản ứng Michael Sản phẩm phản ứng tuỳ thuộc vào ñặc ñiểm nhóm có mặt anđehit thơm Các sản phẩm thu ñược ñã ñược chứng minh qua kiện phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ proton phổ khối lượng CH3 Trong tài liệu tham khảo [1] số cơng trình trước [2,3], chúng tơi thơng báo tổng hợp 8- axetyl-7- hidroxi4- metyl cumarin phản ứng ngưng tụ với anđehit thơm để tạo xeton – α,β không no Ở báo dự định tiếp tục phát triển phương hướng đó, thực tế chúng tơi tìm thấy ngồi xeton - α,β - khơng no bình thường, phản ứng tạo sản phẩm theo kiểu phản ứng Michael, tuỳ thuộc vào chất nhóm vịng thơm hợp phần anđehit:∗ CH3 R1 ArCHO O OH O O Ar -R O CH3 OH O O CH3 R 2ArCHO CH3 O OH HO O O O O Ar - R R1: Nhóm đẩy e R2: Nhóm hút e ðối với anđehit thơm khơng có nhóm hút electron phân tử ( p-ñimetylaminobenzanñehit, salixylanñehit, piperonanñehit furfural) phản ứng ñơn dẫn tới tạo thành xeton - α,β - khơng no ( I1-4) Kết giới thiệu bảng _ ∗ Tác giả liên hệ ðT: 84-4-38261853 E-mail: nguyenminhthao@yahoo.com 45 O 46 N.M Thảo nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 25 (2009) 45-48 Bảng Các xeton - α,β - không no( I1-4) Tonc (0C) Rf p-ðimetylaminophenyl 218-220 0,89 o-Hidroxiphenyl 236-238 3,4-Dioximetilenphenyl Furyl-2 237-239 168-170 STT (I) R1Ar * HS % Phổ IR, cm-1 νOH νCO Lacton νCO Xeton δ- CH= 63 3437 1714 1610 950 0,83 57 3392 1723 1615 943 0,87 0,82 47 43 3520 3457 1728 1750 1629 1631 970 974 M+ (m/z) M 349 349 350 350 (Bản mỏng silicagen, hệ dung môi cloroform: etylaxetat 5:1) khối phân tử (M+ I1 = 349, M+ I3 = 350) ðối với benzanñehit anñehit dãy benzen có nhóm hút electron (p-clobenzanđehit, p-nitrobenzanđehit m-nitrobenzanđehit) sản phẩm nhận ñược theo kiểu phản ứng Michael, nghĩa lúc ñầu phân tử metylxeton phản ứng với phân tử anñehit tạo phân tử xeton - α,β - không no, phân tử metylxeton thứ hai cộng hợp vào nối đơi xeton – α,β - khơng no để cuối tạo sản phẩm theo kiểu phản ứng Michael có lẽ ảnh hưởng nhóm hút electron làm cho khả cộng hợp cacbanion (nhóm metylxeton mơi trường bazơ) vào nhóm anđehit tăng lên, phản ứng không dừng tạo thành xeton - α,β - khơng no đơn Kết giới thiệu bảng Trên phổ hồng ngoại xeton – α,β khơng no nhận vạch đặc trưng cho dao động hố trị nhóm OH phenol 3392 – 3520 cm-1, nhóm CO lacton vùng 17141750 cm-1, nhóm CO liên hợp 1610- 1631 cm-1 , đặc biệt có vạch đặc trưng cho dao động biến dạng khơng phẳng nhóm transvinyl 943- 974 cm-1 Trên phổ cộng hưởng từ proton hai (I1 I2) số xeton- α,β - khơng no thấy tín hiệu proton nhóm CH3axetyl lại thấy xuất tín hiệu cặp vạch đơi 7,23 – 7,27 7,04 – 7,90 ppm có dạng hiệu ứng mái nhà với số tương tác spin – spin J=16Hz, nói lên cấu hình trans nhóm vinyl Ngồi phổ cịn có tín hiệu đặc trưng cho chuyển dịch hoá học proton khác phân tử Phổ khối lượng xeton I1 I3 cho pic ion phân tử có số khối trùng với phân tử Bảng Các sản phẩm phản ứng Michael Phổ IR, cm-1 STT (II) R2Ar Tonc (0C) Rf* HS % Phenyl p-Clophenyl 238-240 211-213 0,68 0,75 0,42 0,36 νOH 3470 3430 νCO-Lacton 1725 1734 νCO-Xeton 1627 1619 p-Nitrophenyl 243-244 0,78 0,53 3530 1740 1621 m-Nitrophenyl 221-223 0,76 0,48 3390 1727 1629 (Bản mỏng silicagen, hệ dung mơi cloroform: etylaxetat 5:1) Nhóm khác 1517, 1347 (NO2) 1530, 1345 (NO2) N.M Thảo nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 25 (2009) 45-48 Trên phổ cộng hưởng từ proton hai ( II2 II3) số bốn hợp chất cho thấy tín hiệu nhóm CH3 axetyl khơng có tín hiệu hai vạch đơi nhóm trans-vinyl xeton - α,β - khơng no Mặt khác lại xuất tín hiệu 3,62-3,85 ppm 4H 3,93-4,21 ppm 1H ðiều cho thấy sản phẩm có cấu tạo sau: OH O Với cơng thức phổ cộng hưởng từ hồn tồn phù hợp giải thíc ñược hầu hết ñược píc, ñặc biệt giải thích hợp lý ñược ñỉnh vùng 3,4- 4,3 ppm Bảng Các tín hiệu đặc trưng phổ 1H- NMR II2 II3 Ar O HO H3C O O OH HO CH CH2 1' 6' 2' O H3C 3' 5' 4' CH2 O CH3 O H3C O O X O STT X ọ-ppm(Số proton, J-Hz) Cl 2.43s(6H-CH3); 3.62d(4H-CH2); 3.93(1H-CH); 6.12(2H-C3); 6.88d(2H-C5;9), 7.23d(2HC2’ ,C6’;8.5); 7.37d(2H-C3’ ,C4’;8.5); 7.65d(2H-C6;9); 13.20s(2H-OH) NO2 2.41s(6H-CH3); 3.45(4H-CH2); 4.21(1H-CH); 6.15(2H-C3); 6.86d(2H-C5;9); 7.55d(2HC2’ ,C5’;8.5); 8.0d(2H-C3’,C5’;9); 11.12s(2H-OH) ðể khẳng định thêm cấu trúc sản phẩm chúng tơi ñã tiến hành ghi phổ khối chất với hợp phần andehit p-nitro benzandehit (II3) Trên phổ khối chụp dạng LC-MS cho thấy píc ion phân tử dạng [M+H]+=570 [M-H] +=568, từ suy khối lượng phân tử 569 hoàn toàn phù hợp với cơng thức dự đốn Các pic ion mảnh có số khối tương ứng ñều phù hợp với sơ ñồ phân mảnh hợp chất dự kiến R1Ar O O Từ kiện phổ tin tưởng sản phẩm nhận ñược ñúng với cấu tạo Với xeton-α,β-khơng no tổng hợp (I1- 4), ñã tiến hành thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn ñối với S.epidermidis (cầu khuẩn Gr+), Klebsiella (trực khuẩn Gr-) Và nấm C.albicans Kết cho thấy nồng ñộ 0,02 mg/1 ml xeton- α,β -khơng no có hoạt tính đáng ý (Bảng 4) Bảng Hoạt tính kháng khuẩn chống nấm xeton- α,β -không no (I1- 4) (I) 47 ðường kính vịng vơ khuẩn,mm S.epidermidis (mm) Klebsiella (mm) C.albicans (mm) p-ðimetylaminophenyl 13 16 o-Hidroxiphenyl 11 12 14 3,4-ðioximetilenphenyl 16 16 Furyl-2 15 18 48 N.M Thảo nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 25 (2009) 45-48 Thực nghiệm Phổ hồng ngoại ghi máy FT-IR 1801 Shimadzu khoa Hóa – Trường ðHKHTNðHQGHN dạng ép viên với KBr Phổ 1HNMR ghi máy DRX 500 Brucker phổ MS ghi máy MS-Engine 5989 HP Phịng nghiên cứu cấu trúc Viện Hóa Học- Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Hợp chất đầu 8-axetyl-7-hidroxi-4metylcumarin tổng hợp theo tài liệu [1,2] Hoạt tính sinh học ñược thử nghiệm Bệnh Viện 19-8 ( Bộ Công An) 1) Phương pháp chung tổng hợp xetonα,β -không no (I1- 4) ðun sôi hồi lưu 8-10 hỗn hợp 0,005 mol 8-axetyl-7-hidroxi-4-metylcumarin với 0,005 mol anñehit thơm tương ứng 30 ml cloroform vài giọt piperidin làm xúc tác Hỗn hợp phản ứng lúc ñầu tan hết, sau sản phẩm phản ứng tạo thành tách dạng kết tủa ñun nóng Lọc hút lấy sản phẩm, rửa cloroform nóng, để khơ ngồi khơng khí kết tinh lại từ etanol Kết ñược giới thiệu bảng 2) Phương pháp chung tổng hợp hợp chất II1- ( Sản phẩm phản ứng Michael) ðun sôi hồi lưu 8-10 hỗn hợp 0,01 mol 8-axetyl-7-hidroxi-4-metylcumarin với 0,005 mol anñehit thơm tương ứng 30 ml cloroform vài giọt piperidin làm xúc tác Sau ñun nóng thời gian thấy sản phẩm dạng kết tủa khơng màu tách ra.Khi phản ứng kết thúc, lọc hút sản phẩm, rửa cloroform nóng, để khơ ngồi khơng khí kết tinh lại từ etanol Kết ñược giới thiệu bảng Kết luận Bằng phản ứng ngưng tụ 8-axetyl-7hiñroxi-4-metylcumarin với số anñehit thơm ñã tổng hợp ñược dãy xeton- α,β khơng no, mà cấu tạo hoạt tính sinh học chúng ñã ñược xác ñịnh Mặt khác, phản ứng tiến hành với benzanñehit dẫn xuất có chứa nhóm hút electron phản ứng lại tạo sản phẩm phản ứng kiểu Michael Tài liệu tham khảo [1] V.F.Traven, N.Ya.Podhaluzina, A.V.Vasilyev, A.V.Mamaev, Arkivoe, Vol.1, part 6, html, 931938 (2000) [2] Nguyen Minh Thao, Pham Van Phong, Nguyen Xuan Tu, proceeding of 8th Eurasion conference on chemical Science ( EuAs c2s-8), October 21st24 nd, Ha Noi- Viet Nam, Session of Org Chemistry, pp 15-20 (2003) [3] Nguyễn Minh Thảo, Phạm Văn Phong, ðỗ Duy Thắng, Nguyễn Xuân Tứ, Tạp chí Hóa học, T.43, số 3, ( 2005) 326 Study on reaction of 8-acetyl-7-hydroxy-4-methylcoumarine with aromatic aldehydes Nguyen Minh Thao, Do Tien Dung, Nguyen Xuan Tu, Nguyen Thi Thu Trang Faculty of Chemistry, College of Science, VNU, 19 Le Thanh Tong, Hanoi, Vietnam In this study we found that the reaction of 8- acetyl-7- hydroxy-4- methyl coumarine with aromatic aldehydes gived α,β– unsaturated ketones or products of Michael reaction depending on the characteristic of substituted groups in the aromatic aldehydes The results is confirmed by IR , 1HNMR and MS spectroscopic data ... 236-2 38 3 ,4- Dioximetilenphenyl Furyl-2 2 37- 239 1 68- 170 STT (I) R1Ar * HS % Phổ IR, cm-1 νOH νCO Lacton νCO Xeton δ- CH= 63 34 37 171 4 1610 950 0 ,83 57 3392 172 3 1615 943 0 , 87 0 ,82 47 43 3520 34 57 17 28. .. 6 .88 d(2H-C5;9), 7. 23d(2HC2’ ,C6’ ;8. 5); 7. 37d(2H-C3’ ,C4’ ;8. 5); 7. 65d(2H-C6;9); 13.20s(2H-OH) NO2 2 .41 s(6H-CH3); 3 .45 (4H-CH2); 4. 21(1H-CH); 6.15(2H-C3); 6 .86 d(2H-C5;9); 7. 55d(2HC2’ ,C5’ ;8. 5); 8. 0d(2H-C3’,C5’;9);... νCO-Xeton 16 27 1619 p-Nitrophenyl 243 - 244 0, 78 0,53 3530 1 74 0 1621 m-Nitrophenyl 221-223 0 ,76 0, 48 3390 172 7 1629 (Bản mỏng silicagen, hệ dung môi cloroform: etylaxetat 5:1) Nhóm khác 15 17, 13 47 (NO2)