Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ 24 (2008) 271-279 ðiều chế tính chất 1,4-Phenylendiisothioxianat Lưu Văn Bơi*, Nguyễn Hồng Mai, Vũ Minh Tú Khoa Hóa học, Trường ðại học Khoa học Tự Nhiên, ðHQGHN, 19 Lê Thánh Tông, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 10 tháng năm 2008 Tóm tắt Bằng phương pháp thiocacbamoyl hoá 1,4-phenylendiamin với tetrametylthiuram disunfua DMF dioxan ñã ñiều chế ñược 1,4-bis(dimetylthioureido)benzen Phân huỷ phenylendithioure ñiều chế ñược axit vô ñã thu ñược 1,4-phenylendiisothioxianat tương ứng Trên sở phản ứng diisothioxianat với tác nhân N-nucleophin ñã tiến hành tổng hợp hợp chất hữu khác nhau, có dị vòng chứa lưu huỳnh Cấu trúc sản phẩm ñã ñược xác ñịnh dự kiện phổ IR, 1H-NMR phổ MS Kết thử hoạt tính sinh học cho thấy số hợp chất điều chế có khả chống nấm kháng khuẩn cao, ñặc biệt vi khuẩn G(+) xianat Trong ñó, việc ñưa thêm nhóm chức hoạt ñộng thứ hai vào phân tử làm tăng khả chuyển hố hóa học chúng Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng phương pháp mới, hiệu suất cao, độc hại với mơi trường để điều chế loại hợp chất có ý nghĩa khoa học thực tiễn cần thiết Isothioxianat hợp chất có khả chống nấm, diệt khuẩn [1] Do có khả hoạt động hóa học mạnh, isothioxianat ngun liệu ñầu tốt ñể ñiều chế hợp chất hữu khác, có dị vịng chứa lưu huỳnh ña ứng dụng [2] Trong khoa học, isothioxianat ñược dùng ñể xác ñịnh thứ tự xếp axit amin phân tử protein [3].* Mục tiêu công trình nghiên cứu tổng hợp 1,4-phenylen-bis(1,1-đimetylthioure), sau phân huỷ thioure thu ñược ñể ñiều chế 1,4-phenylenñiisoxianat Trên sở phản ứng diisoxianat với tác nhân N-nucleophin tiến hành tổng hợp có định hướng hợp chất chứa lưu huỳnh đa ứng dụng, có dị vịng có khả có hoạt tính sinh học Nhờ có ứng dụng rộng rãi nên isothioxianat ñược nhà khoa học ý nghiên cứu Tuy nhiên cho ñến gần ñây, chúng ñược tổng hợp sở phản ứng amin với tác nhân ñộc hại, dễ gây cháy nổ CS2, CSCl2 [4] Quá trình phản ứng phải trải qua nhiều giai ñoạn, hiệu suất thấp nên ñã hạn chế ứng dụng loại hợp chất quan trọng Mặt khác, nay, hầu hết cơng trình cơng bố lĩnh vực chủ yếu sâu vào nghiên cứu hợp chất monoisothio- 1,4-bis(dimetylthioureido)benzen ñược tổng hợp phương pháp tương tự tài liệu [5] thiocacbamoyl hoá 1,4-phenylendiamin với tetrametylthiuram disunfua (TMTD) theo tỷ lên mol 1:1 Phương trình phản ứng biểu diễn sau: _ * Tác giả liên hệ ðT: 84-4-8253503 E-mail: luu.vanboi@vnu.edu.vn 271 272 L.V Bôi nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 271-279 H2N NH2 TMTD (DMF) -S, - H2S S (CH3)2NCHN S NHCN(CH3)2 I Phản ứng thực dung mơi DMF nhiệt ñộ 100oC, thời gian - Quá trình thiocacbamoyl hóa có khí H2 S bay ra, kiểm tra giấy lọc tẩm chì axetat Khi phản ứng kết thúc, làm nguội hỗn hợp, sau cho vào nước L ọc kết tủa phễu Busnơ sấy khơ ðể loại bỏ lưu huỳnh tiến hành theo hai cách, ñun hỗn hợp soxlet với ete dầu hỏa (nhiệt độ sơi 40 - 600 C), lưu huỳnh tan dịch chiết Cách tốn thời gian (3-4h), hiệu Do ñó ñã tiến hành tách lưu huỳnh cách khuấ y hỗn hợp thơ HCl đặc, lọc bỏ lưu huỳnh khơng tan; pha lỗng dịch lọc với nước, dithioure I kết tủa Lọc, sấy khô, kết tinh lại DMF, kiểm tra sản phẩm I sắc kí mỏng đo nhi ệt độ nóng chảy Kết cho thấ y dithioure I sau kết tinh lại có độ tinh khiết cần thiết để thực chuyển hóa S S (CH3)2NCHN NHCN(CH3)2 Cấu trúc 1,4-phenylen-bis(1,1-ñimetylthioure) (I) ñược khẳng ñịnh phổ hồng ngoại, 1H-NMR MS Trên phổ IR có giao động hố trị nhóm NH vùng 3309 cm -1, cịn nhóm N(CH3)2 2931 cm -1 Trên phổ H-NMR, xuất pic cộng hưởng proton nhóm N(CH3)2 3.30 ppm, proton nhân phenyl 7.20 ppm, nhóm NH 8.94 ppm Trên phổ MS, cường ñộ pic ion phân tử mạnh 283[M+H]+(100%) pic mảnh ion ñều phù hợp với chế phân mảnh ñã biết (bảng 1,2) ðể ñiều chế 1,4-phenylenñiisothioxianat, ñã tiến hành phân hủy 1,4-phenylen-bis-(1,1ñimetylthioure) HCl H2SO4 dioxan Sơ ñồ phản ứng xảy sau: HX (dioxan) SCN NCS - (CH3)NH.HX X = Cl-, HSO4- I Kết cho thấ y, với tác nhân H2SO4 ñặc, thời gian phản ứng ngắn (2-3h) hiệu suất thấp (49%), cịn kéo dài thời gian phân hủy xả y than hóa chất hỗn hợp phản ứng Hiệu suất diisothioxianat đạt cao sục khí HCl qua hỗn hợp phản ứng ñioxan kết thực nghi ệm cho thấ y, dioxan dung môi tốt cho phản ứng phân huỷ thioure thành isothioxianat tương ứng Một mặt dioxan dễ hoà tan dithioure axit vơ cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng xả y mơi trường đồng thể Mặt khác, môi trường axit dioxan dễ bị proton hóa tạo ion oxoni - tác nhân tách nhóm ñimetylamin hiệu II Sau sục khí HCl giờ, hỗn hợp phản ứng ñược ñể nguội ñến nhi ệt ñộ phòng Sản phẩm tách dạng dầu, trung hòa hỗn hợp dung dịch Na2CO3 5% thấy xuất kết tủa Lọc, sấy khô kết tinh lại diisothioxianat II ñietylete Kết kiểm tra sắc ký đo nhiệt độ nóng chảy cho thấ y sản phẩm II có độ tinh khiết cần thi ết để tiến hành chuyển hóa Cấu trúc 1,4-phenylenñiisothioxianat (II) ñược chứng minh phổ IR phổ H-NMR Trên phổ IR, dao ñộng nhóm NCS xuất với cường độ mạnh 2108 cm-1 Trên phổ 1H-NMR, pic cộng hưởng proton nhân phenyl xuất 7.50 ppm (bảng 1,2) 273 L.V Bơi nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 271-279 1,4-Phenylenđiisothioxianat điều chế phương pháp có hiệu suất cao, dùng làm chất đầu để tổng hợp hợp chất hữu khác nhau, có dị vịng chứa lưu huỳnh có khả có hoạt tính sinh học SCN NCS ðã tiến hành ngưng tụ 1,4-phenylendiisothioxianat với hidrazin hidrat dioxan Sơ ñồ phản ứng xảy sau: 50oC + H2N NH2 H2N NHCHN NHCNH NH2 S S III Phản ứng xả y nhanh chóng 500C Tuy nhiên, sau cho hết diisothioxianat vào hyñrazin hyñrat, cần nâng nhiệt ñộ lên 700C thêm khoảng ñể phản ứng kết thúc hoàn toàn C HN NH S C Sau ñể nguội hỗn hợp, lọc kết tủa kết tinh lại sản phẩm III hỗn hợp dung mơi cồn- DMF Cần lưu ý nhóm thiosemicacbazit tạo thành dễ dàng phản ứng với isothioxianat dư ñể tạo thành oligome polime có dạng: NHNH C S HN NH S C S NHNH n n = 1; 2; 3; 4; v.v Vì vậ y, để thu ñược ñithiosemicacbazit III, cần phải cho từ từ dung dịch isothioxianat vào lượng dư hyñrazin hyñrat (theo tỉ lệ 1÷3-4), mà khơng làm theo thứ tự ngược lại Cấu trúc sản phẩm III ñược khẳng ñịnh kiện phổ Trên phổ IR, dao động hố trị nhóm NH2 thể 3242 cm -1 nhóm NH 3241 cm-1 Trên phổ 1H-NMR, pic cộng gưởng proton nhóm NH2 xuất 4.75 ppm, proton nhân phenyl 7.53 ppm H2N NHCHN NHCNH NH2 + TMTD S S N N -S - H2S nhóm HNAr 9.03 ppm nhóm NHN 9,60 ppm Trên phổ khối lượng, ion phân t sản phẩm có cường độ mạnh, [M+H]+(100%) ðể điều chế dị vịng chứa lưu huỳnh có mạch liên hợp dài ñang ñược ứng dụng công nghệ chế tạo ñiện cực pin liti thứ cấp [6,7], ñã thực phản ứng dithiosemicacbazit III với TMTD, phản ứng xả y theo sơ ñồ sau: HS N N HN NH S S IV SH 274 L.V Bôi nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Cơng nghệ 24 (2008) 271-279 Phản ứng thực dung môi DMF 100oC theo t ỷ lệ tác nhân III: TMTD = 1:1 Sau giờ, hi ệu suất sản phẩm IV ñạt 73% (bảng 1) Trên phổ IR hợp chất ñithiol IV xuất dao động hố trị liên kết N=N 1513 cm-1 nhóm NH 3247 cm -1 Trên phổ H-NMR xuất tín hiệu cộng hưởng đặc trưng cho proton nhóm –NHAr 10.06 ppm SH dạng thion 13.60 ppm Trên phổ khối lượng, ion phân tử sản phẩm III có cường độ mạnh 341[M+H]+(100%) Tiếp theo ñã thực phản ứng diisothioxianat II với monoetanolamin Trong phân tử monoetanolamin hai nhóm amino SCN NCS dioxan + H2NCH2CH2OH (NH2) hyñroxyl (OH) ñều có khả tham gia phản ứng cộng nucleophin vào isothioxianat ñể tạo thành dẫn xuất dithioure hai lần hoặ c dithiocacbamat Tuy nhiên, có tính nucleophin cao nên ñiều kiện thường, phản ứng cộng xảy với nhóm amino Sản phẩm thu hợp chất dithioure hai lần thế, chất ñầu ñể ñiều chế dị vòng thiazolin Ở nhiệt ñộ phòng hay ñun nhẹ, sau khuấy hỗn hợp tác nhân với t ỷ l ệ mol = 1:2,5 30 phút, cần ñun them 500C ñể phản ứng xả y hoàn toàn Hiệu suất N,N’-1,4-phenylen-bis[1-(2-hyñroxyetyl) (thioure)] V ñạt 66%: S HOCH2CH2NHCHN S NHCNHCH2CH2OH V Cấu trúc N,N’-1,4-phenylen-bis[1-(2hyñroxyetyl)thioure] V ñược xác ñịnh phổ IR, phổ 1H-NMR MS Trên phổ IR có dao động hố trị nhóm OH liên kết hiđro 3258 cm -1 nhóm NH 3346 cm -1 Trên phổ 1H-NMR có pic cộng hưởng proton nhóm CH2CH2 3.53 ppm, proton nhóm NH-(CH2) 4.78 ppm, proton nhân thơm 7.36 ppm, nhóm NHAr 7.61 ppm OH 9.53 ppm Trên phổ MS, ion phân tử R CH COO NH3 SCN NCS sản phẩm dithiour eV có cường ñộ mạnh 315 [M+H]+ (100%) ðể tiếp tục tìm kiếm hợp chất có khả có hoạt tính sinh học ñã ti ến hành phản ứng diisothioxianat II với số axit amin Các axit amin thường tồn dạng muối nội, để gi ải phóng nhóm amino phải kiềm hóa lượng tối thiểu dung dịch Na2CO3 Dung mơi sử dụng etanol ñioxan Tỉ lệ mol diisothioxianat : axit amin = : 2,4 Sơ đồ chung q trình phản ứng sau: O S S Na OCCHHNCNH Na2CO3 5% (NaHCO3) O NHCNHCHCO Na R R + R H S O O NH NH N N HOCCHHNCNH R S VIa-f O S S O NHCNHCHCOH R R = H(a); CH3(b); CH(CH3)2(c); CH2CH(CH3)2; (CH2)3CH3; CH2CH2SCH3 R L.V Bôi nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Cơng nghệ 24 (2008) 271-279 Về hình thức chia q trình đóng vịng làm ba giai đoạn: giai đoạn đầu trung hồ để giải phóng nhóm amin tự Giai đoạn cơng nucleophin nhóm amin vào cacbon nhóm isothioxianat Giai ñoạn cuối axit hoá dung dịch HCl 5% ñến pH = ñun 700C khoảng 10 phút, q trình đóng vịng nội phân tử xảy ñể tạo thành dẫn xuất thiohiñantoin VI với hiệu suất đạt 70 - 85% Bằng cách tổng hợp ñược dẫn xuất chứa nhân thiohiñantoin: 3,3’-(1,4-phenylen)-bis(2-thioimiñ azoliñin4-one) (VIa); 3,3’-(1,4-phenylen)-bis(5-metyl-2-thioimiñazoliñin-4-one) (VIb); 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-isopropyl-2-thioimiñazoliñin-4-one) (VIc); 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-isobutyl-2-thioimiñazoliñin-4-one) (VId); 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-n-butyl-2-thioimiñazoliñin-4-one) (VIe) 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-metylthioetyl-2thioimiñ azoliñin-4-one) (VIf) Cấu trúc sản phẩm VI ñược xác ñịnh phổ IR, phổ 1H-NMR MS Trên phổ hồng ngoại sản phẩm VIa-f xuất dao động hố trị nhóm C=O 17541763 cm -1 NH 3154-3195 cm -1 Trên phổ H-NMR, tín hiệu cộng hưởng proton nhân phenyl 7.40-7,42 ppm; nhóm NH 10.40- 275 10,70 ppm, proton nhóm CH vịng thiohidatoin 4,31-4,55 ppm Trên phổ MS, pic ion phân tử tất sản phẩm có cường độ mạnh [M-H]+(100%) Hoạt tính sinh học hợp chất thử nghiệm Phịng Vi sinh Bệnh vi ện 19-8, Bộ Công an Hoạt tính kháng vi sinh vật đánh giá dựa kĩ thuật khuyếch tán môi trường thạch dinh dưỡng Mijellir- Hilton (MH) Sabouroud (SBR) Sau thời gian ni cấ y nhiệt độ ủ tối ưu chủng vi sinh vật riêng biệt, canh khuẩn mơi trường MH, SBR láng đĩa Petri; cho vào lỗ 150 µl dung dịch chứa vi khuẩn cần thử, sau ủ ấm đĩa Petri 370C khoảng 18 - 24 Hoạt tính xác định thơng qua đường kính vùng ức chế phát triển vi sinh vật (vịng vơ khuẩn) Các chủng vi sinh vật điển hình thử gồm chủng vi khuẩn Gram(-): Klebsiella pneumonia; chủng vi khuẩn Gram(+): Staphylococ epidermidis; chủng nấ m men: Candida albicans Kết thu ñược cho thấ y, mẫu sản phẩm I-VI ñều có hoạt tính chống nấm kháng khuẩn cao (với 150µl, C=10-4mg/ml vịng vơ khuẩn rộng 35-40mm) Chúng có khả kháng vi khuẩn cao so với nấm, vi khuẩn Gram(+) Riêng diisothioxianat có hoạt tính chống nấm mạnh so với dẫn xuất ñược t hợp từ chất Bảng Kết tổng hợp, số số hóa lý kiện phổ IR hợp chất ñiều chế ñược Hiệu Hợp Công thức PT M, g suất chất % I C12H18N4 S2 282 78 II III C8H4N2S2 C8H12N6S2 192 256 84 89 IV C10H8N6S4 340 73 V C12H18N4 O2S2 314 66 VIa C12H10N4 O2S2 306 75 VIb C14H14N4 O2S2 334 71 Tnc, 0C 241 (phân hủy) 130-131 212-213 290 (phân hủy) 192-193 280 (phân hủy) 262 (phân hủy) Phổ IR (KBr, cm -1) 1548 (C=S); 2931 (CH); 3309 (NH) 2108 (NCS); 3086 (=CH Ar) 1565; 1506; (C=C); 1619 (C-N); 3242 (NH); 3298 (NH2) 1513 (N-N); 1558 (NH); 3096 (=CH); 3247 (NH) 1247 (C-O); 1545 (NH); 2942 (CH); 3016 (=CH); 3258 (OH); 3346 (NH) 1661 (C-N); 1756 (C=O); 3019 (=CHAr); 3156 (NH); 3498 (-NH) 1268 (C-O); 1529 (NH); 1758 (C=O); 2908 (CH); 3005 (=CH); 3164 (NH) 276 VIc L.V Bơi nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 271-279 C18H22N4 O2S2 390 87 VId C20H26N4 O2S2 418 79 VIe C20H26N4 O2S2 418 85 VIf C18H22N4 O2S4 454 83 295 (phân hủy) 298 (phân hủy) 300 (phân hủy) 266 (phân hủy) 1269 (C-O); 1522 (C=CAr); 1763 (C=O); 3182 (NH) 1268 (C-O); 1516 (C=CAr); 1759 (C=O); 3195 (NH) 1268 (C-O); 1530 (C=C Ar); 1754 (C=O); 3186 (NH) 1265 (C-O); 1524 (C=C Ar); 1754 (C=O); 3168 (NH) Bảng Phổ 1H- NMR MS hợp chất ñiều chế ñược Hợp chất I 3.27 (s, 12H, 2N(CH3)2); 7.20 (s, 4H, CHAr); 8.94 (s, 2H, NH) 7.50 (s, 4H, CHAr) II III IV V VIa VIb VIc VId VIe VIf H-NMR(DMSO-d6; ọ, ppm; J,Hz) Phổ MS (EI, 70eV, , m/z, Itp(%)) Dung môi DMF 283[M+H]+(100%); 238 [M-(CH3)2NH+H]+ (9%) Axeton 4,80 (sr 4H, NH2); 7, 53 (s, 4H, CHAr); 9.03 (s, 4H, NHAr); 9,60 (sr, 2H, NHN) 7.36 (s, 4H, CHAr); 10.06 (s, 2H, NHAr); 13.60 (s, 2H, SH) 3.53 (s, 8H, CH2CH2); 4.78 (s, 2H, OH); 7.36 (s, 4H, CHAr); 7.61 (s, 2H, ArNH); 9.53 (s, 2H, NHCH2) 4.31 (s, 4H, CH2); 7.41 (s, 4H, CHAr); 10.41 (s, 2H, NH) DMF 1.41 (d, 6H, CH3, 3J=10.0); 4.48 (q, 2H, CH, 3J=10.0); 7.42 (s, 4H, CHAr); 10.56 (s, 2H, NH) 0.92 (d, 3H, CH3, 3J=7.0); 1.05 (d, 3H, CH3, 3J=7.0); 2.50 (m, 2H, CH-Me2); 4.35 (d, 2H, CH, 3J=3.6); 7.38 (s, 4H, CHAr); 10.63 (s, 2H, NH) 0,92 (d, 12H, 4CH3); 1,66 (t, 2H, CH2, J=3,8); 1,90 (m, 2H, CH(CH3)2); 4,47 (t, 2H, CH, 3J=3,8); 7,40 (s, 4H, CHAr); 10,70 (s, 2H, NH) 0,90 (t, 6H, CH3, 3J=7,8); 1,34 (m, 8H, CH2CH2); 1,76 (m, 4H, CH2-CH); 4,45 (t, 2H, CH, 3J=7,8) 2,07 (m, 10H, CH2SCH3); 2,48 (m, 4H, CH2); 4,54 (t, 2H, CH, 3J=4,1); 7,42 (s, 4H, CHAr; 10,64 (s, 2H, NH) DMF DMF 192 [M+] (100%); 160 [M-S]+ (18%); 134 [MSCN]+ (24%) 257 [M+H]+(100%), 152 [M+H- H2NNHC(S)NHNH]+ (24%) 339 [M-H]+ (100%); 307 [M-H-S] (8%), 248 [MH-HS(CS)N]+(2%) DMF 315 [M+H]+ (100%); 254[M- HO(CH2)2NH]+ (10%) DMF 306 [M]+ (100%); 277 [M-CH2-NH]+ (41%); 249 [M-CH2-NH-CO]+ (37%); 234 [M-CH2-2NH-CO]+ (39%); 220 [M-2CH2 -2NH-CO]+ (35%);134 [M2CH2-2NH-2CO- S=C=N]+ (43%) 334 [M]+ (100%); 233 [O=C=N-C6H5C3H3N2OS]+ (20%); 192 [M-2NH- 2CH3CHCO]+ (16%); 86 [C4H10N2]+ (24%) 389 [M-H]- (100%) DMF DMF DMF DMF 418 [M]+ (100%); 386 [M-2CH3-2H]+ (36%); 375 [M-CH(CH3)2]+ (23%); 362 [M-CHCH(CH3)2]+ (33%); 86 [(CH3)2CHCH2CH2NH]+ (37%); 70 [(CH3)2CHCH2CH]+ (13%) 418 [M]+ (100%); 386 [M-CH3CH2-3H]+ (25%); 375 [M-CH2CH2CH3]+ (27%); 86[CH3CH2CH2CH2CH2NH]+ (37%) 454 [M]+ (99.5%); 393 [M- CH3SCH2]+ (100%); 345 [M-CH3SCH2-CH3SH]+ (26%); 319 [MCH3SCH2- CH3SH- HC≡ CH]+ (23%); 262 [MCH3SCH2- CH3SH- HC≡ CH- HNCH2CO] + (14%); 104 [HN= C6H4= NH]+ (32%); 61 [CH3SCH2]+ (67%) L.V Bơi nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 271-279 Phần Thực nghiệm Hóa chất - 1,4-phenylenđiamin: loại tinh khiết 98% (MERCK) có bán thị trường - Tetrametylthiuram đisunfua: dùng loại hóa chất kỹ thuật có bán thị trường ñược kết tinh lại clorofom, Tnc = 155-1560C (1560 C [4]) - DMF, ñioxan, hyñrazin hyñrat dùng loại tinh khiết 98% mua thị trường ñược cất lại trước dùng Thiết bị - Nhiệt độ nóng chả y đo máy STUART SMP3 (BIBBY STERILIN- Anh) - Phổ hồng ngoại ño máy Spectrum GX Perkin Elmer Mỹ khoảng 370 – 10.000 cm -1 dạng ép viên KBr phịng thí nghiệm Hóa Vật Liệu, Khoa Hóa họcðHKHTN-ðHQGHN - Phổ cộng hưởng từ ghi máy Advance 500 MHz BRUKER viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam - Phổ MS ghi máy AutoSpec Premier Phịng thí nghiệm Hóa vật liệu, khoa Hóa học, Trường ðHKHTN, ðHQGHN Thực nghiệm 1,4-Phenylen-bis(1,1-ñimetylthioure) (I) Cho 6.48 gam (0.06 mol) 1,4-phenylenñiamin, 14,4 gam TMTD (0.06 mol) 40 ml DMF vào bình cầu 100 ml ðun hồi lưu hỗn hợp phản ứng nồi cách thủy 1000C 3,5 Phản ứng kết thúc hết khí H2 S bay (xác ñịnh giấ y lọc có tẩm dung dịch Pb (CH3COO)2) Sau đó, tồn hỗn hợp rót vào 160 ml nước Lọc kết tủa phễu Busner, rửa nhi ều lần nước Sấy khơ hịa tan sản phẩm thơ vào khoảng 50 ml dung dịch HCl ñặc, lọc bỏ lưu huỳnh Dịch lọc đ em pha lỗng 300 ml nước Kết tủa ñược lọc hút phễu Busner, rửa nhiều lần nước đến mơi trường trung tính Sấ y khô sản phẩm, kết tinh lại DMF 277 Hiệu suất 1,4-phenylen-bis-(1,1-ñimetylthioure) ñạt 13.2 gam (78%), Tnc = 2410C (phân huỷ) Kết tổng hợp, số thơng số hóa lý kiện phổ sản phẩm I ñược trình bày bảng 1, 1,4-Phenylenđiisothioxianat (II) Cho 4.23 gam (0.015 mol) dithioure I 30ml đioxan vào bình cầu cổ 50 ml Hỗn hợp ñược ñun hồi lưu nồi cách thủ y sục khí HCl khô ðể nguội hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ phịng, sản phẩm có màu vàng sánh dầu đóng rắn lại thêm dung dịch Na2CO3 5% ñến pH = - 10 Lọc hút kết tủa phễu Busner, rửa nhiều lần nước đến mơi trường trung tính Sản phẩm sấ y khơ, kết tinh lại đietyl ete Hiệu suất 2.42 gam (84%), Tnc = 130 - 1310C Kết tổng hợp, số thơng số hóa lý kiện phổ sản phẩm II trình bày chi tiết bảng 1, N,N’-1,4-phenylenñihydrazincacbothioamit (III) Cho từ từ dung dịch gồm 0.96 gam (0.005 mol) ñiisothioxianat II 10 ml ñioxan vào dung dị ch gồm ml hyñrazin hyñrat 80% vài giọt ñioxan khuấy ñều hỗn hợp 500C 30 phút, sau nâng nhiệt ñộ lên 700C ðể nguội phản ứng, làm l ạnh, lọc, rửa kết tủa nước sấ y khơ Sản phẩm thơ kết tinh lại hỗn hợp dung mơi cồnDMF Hiệu suất đạt 1.07 gam (89%), Tnc = 212 - 2130C Kết tổng hợp, số thơng số hóa lý kiện phổ sản phẩm III trình bày chi tiết bảng 1, 5,5’-(1,4-phenylenñiamin)-bis-1,3,4-thiañiazol-2-thiol (IV) Hỗn hợp gồm 0.64 gam (0.0025 mol) dithiosemicacbazit III, 1.2 gam (0.005 mol) TMTD 5ml DMF ñược ñ un hồi lưu nồi cách thủy Sau phản ứng kết thúc, thêm nước axit hóa hỗn hợp dung dịch HCl 2% ñến pH = Lọc kết tủa rửa nước cất đến mơi trường trung tính Hịa 278 L.V Bơi nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 271-279 tan kết tủa dung dịch NaOH 2% (pH = 10) lọc bỏ phần lưu huỳnh không tan Làm lạnh dịch lọc nước ñá trung hịa axit HCl 2% đến pH = 2-3 Lọc, thu lấ y kết tủa rửa nước cất đến mơi trường trung tính Sản phẩm thơ sấ y khô kết tinh lại hỗn hợp dung mơi cồn - DMF Hiệu suất sản phẩm đạt 0.71 gam (73%), Tnc = 2900C (phân hủ y) Kết tổng hợp, số thơng số hóa lý kiện phổ chất điều chế trình bày bảng 1, N,N’-1,4-Phenylen-bis-[1-(2-hyñroxyetyl) (thioure)] (V) Nhỏ từ từ 0.23 gam (0.0012 mol) diisothioxianat II ml ñioxan vào dung dịch chứa 1-2 ml monoetanolamin ml ñioxan khuấ y ñều hỗn hợp 500C 30 phút Sau nâng nhiệt độ lên 700 C tiếp tục khuấ y ðể nguội, làm lạnh lọc lấ y kết t Sản phẩm thơ kết tinh l ại hỗn hợp cồn DMF Hiệu suất sản phẩm V ñạt 0.25 gam (66%), Tnc = 192-1930C Một số thơng số hóa lý kiện phổ sản phẩm V ñược trình bày bảng 1, 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-metyl-2-thioimiđazoliđin-4-one) (VIb): hiệu suất 0.28 gam (71%), Tnc= 2620C (phân hủ y); 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-isopropyl-2-thioimiñazoliñin-4-one) (VIc): hiệu suất 0.4 gam (87%), Tnc= 2950C (phân hủ y); 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-isobutyl-2-thioimiñazoliñin-4-one) (VId): hiệu suất 0.39 gam (79%), Tnc= 2980C (phân hủ y); 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-n-butyl-2-thioimiñazoliñin-4-one) (VIe): hiệu suất 85%, Tnc= 3000C (phân hủ y); 3,3’-(1,4-phenylen)-bis-(5-metylthioetyl2-thioimiñazoliñin-4-one) (VIf): hiệu suất 83%, Tnc= 2660 C (phân hủy) Kết tổng hợp, số thông số hóa-lý ki ện phổ hợp chất VIa-f) ñược trình bày bảng 1, 3,3’-(1,4-Phenylen)-bis-(2-thioimiñazoliñin -4-one) (VIa) Trung hòa 0.225 gam (0.003 mol) glyxin dioxan dung dịch Na2CO3 ñến pH = 8-9 Nhỏ từ từ dung dịch glyxinat vào 0.23 gam (0.0012 mol) diisothioxianat II ml dioxan Hỗn hợp ñược ñ un 500C 30 phút Sau nâng nhiệt độ lên 700C vòng 10 phút ðể nguội hỗn hợp phản ứng axit hóa dung dịch HCl 5% đến pH = tiếp tục ñ un 700 C ðể nguội, lọc kết tủa rửa nhi ều lần nước, sấ y khô, kết tinh lại sản phẩm hỗn hợp cồn-DMF Hiệu suất sản phẩm VIa ñạt 0.28 gam (75%), T0 phân hủ y = 2800 C Tương tự, ñã tiến hành ñiều chế ñithiohydantoin khác: Tài liệu tham khảo Lời cảm ơn Cơng trình hồn thành với hỗ trợ kinh phí Hội đồng KHTN, Bộ KH&CN [1] M Abid, A Azam, “1-N-Substituted Thiocarbamoyl-3-Phenyl-2-Pyrazolines: Synthesis and In Vitro Antiamoebic Activities”, Eur J Med Chem., Vol.40, (2005) 935 [2] R.L.M Kee, R.W Bost, “p-substituted phenyl isothiocyanate and some realated thioureas”, J Am Chem Soc, Vol 68 (12) (1946) 2506 [3] T Kinoshita, H Wantanabe, S Sato, C.Tamura, “Reaction of α-aminoacetonitrils with isothiocyanate Synthesis of 1,3-disubstituted 5-Imino-2-thiohydantoins”, Bull Chem Soc Japan, Vol.53 (2), (1980) 442 [4] D.L Currell, D.M Nguyen, Ng.S, Hom M., The effest of aromatic isothiocyanates on the fungtional properties of human hemoglobin: possible applications in sickle cell anemia therapy, Acta Med Rom., Vol.24(2)(1986), 22532 CA 1986, Vol 105, p 164681 L.V Bơi nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 (2008) 271-279 [5] Luu Van Boi, “Thiocacbamoylation aminocontaining compounds by tetraalkylythiuram disulphides”, Luận án Tiến Sĩ Khoa học, Moscow, (1999), 363 trang [6] Noboru Oyama, Tetsu Tatsuma, Organosulfur polymer batteries with high energy density, J Power Sources Vol.68 (1997) 135 279 [7] Eiichi Shouji, Noboru Oyama, ‘Examination of reactivity of protonated and deprotonated 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole and its derivative by electrochemical experiment and semiemprical MO calculation’, J Electroche 417 (1996) 17 [8] M.M.Cliford, G Lichty, Syntheis Tetramethylthiuram disulphide J Am Chem Soc., 54 (1932) 1163 Synthesis and Propeties of 1,4-Phenylendiisothiocianate Luu Van Boi, Nguyen Hoang Mai, Vu Minh Tu Department of Chemistry, College of Science, VNU, 19 Le Thanh Tong, Hanoi, Vietnam Thiocarbamoylation 1,4-phenylendiamin by tetramethylthiuram disunphide afforded 1,4-bis(dimethylthioureido)benzen Under interaction of mineral acids, such as HCl and H2 SO4 dithioure undegoes decomposition of dimethylamine groups to form appropriate diisothiocianate By reaction of the last with nucleophilic agents have been synthezied the new organic sulfur-containing compounds The structures of these compounds have been indentified on the basic of spectral data and bioactivity have been tested ... V C12H18N4 O2S2 3 14 66 VIa C12H10N4 O2S2 306 75 VIb C14H14N4 O2S2 3 34 71 Tnc, 0C 2 41 (phân hủy) 13 0 -13 1 212 - 213 290 (phân hủy) 19 2 -19 3 280 (phân hủy) 262 (phân hủy) Phổ IR (KBr, cm -1) 15 48 (C=S);... 2,07 (m, 10 H, CH2SCH3); 2 ,48 (m, 4H, CH2); 4, 54 (t, 2H, CH, 3J =4 ,1) ; 7 ,42 (s, 4H, CHAr; 10 , 64 (s, 2H, NH) DMF DMF 19 2 [M+] (10 0%); 16 0 [M-S]+ (18 %); 13 4 [MSCN]+ ( 24% ) 257 [M+H]+ (10 0%), 15 2 [M+H-... CH2CH2); 4. 78 (s, 2H, OH); 7.36 (s, 4H, CHAr); 7. 61 (s, 2H, ArNH); 9.53 (s, 2H, NHCH2) 4. 31 (s, 4H, CH2); 7. 41 (s, 4H, CHAr); 10 . 41 (s, 2H, NH) DMF 1. 41 (d, 6H, CH3, 3J =10 .0); 4. 48 (q, 2H, CH, 3J =10 .0);